DE692230C

DE692230C - Automatic circuit breaker for power distribution systems

Info

Publication number: DE692230C
Application number: DE1932R0084402
Authority: DE
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE AG
Priority date: 1932-03-18
Filing date: 1932-03-18
Publication date: 1940-06-15

Description

Selbsttätiger Schutzschalter für Stromverteilungsanlagen Es ist bekannt, in Stromverteilungsanlagen einen Schalter' vorzusehen, dessen Auslöseorgane auf verschiedeneUrsachen ansprechen. Ferner ist bekannt, beim Abschalten einer Stromverteilungsanlage der Niederspannung mittels eines selbsttätigen Schalters den Stromkreis alsbald wieder selbsttätig zu schließen, etwamittels einesWiedereinschaltmagneten, dessen Stromkreis durch ein Verzögerungsrelais geschlossen wird. Man hat dabei eine Kontaktvorrichtung vorgesehen, welche jeweils beimAus- undWiedereinschalten um einen Schritt weiterbewegt wird und nach einer gewissen Zahl von Wiedereinschaltungen ein weiteres Einschalten verhindert, so daß dann die Abschaltung bestehen bleibt, bis nach einer Prüfung der Anlage die Wiedereinschaltung von Hand erfolgt.Automatic circuit breaker for power distribution systems It is known To provide a switch in power distribution systems, the trigger elements on address different causes. It is also known when a power distribution system is switched off the low voltage by means of an automatic switch the circuit immediately to close again automatically, e.g. by means of a reclosing magnet, its Circuit is closed by a delay relay. You have a contact device provided, which moves one step further each time it is switched off and on again and after a certain number of reclosing operations, another switch-on prevented, so that the shutdown then remains until after a test the system is switched back on manually.

Erfindungsgemäß wird eine derartige Vorrichtung so ausgebildet, daß die Vorrichtung zur Begrenzung der Zahl der Wiedereinschaltungen nur dann um einen Schritt weiterbewegt wird, wenn die selbsttätige Abschaltung der Anlage auf einer unzulässigen Erhöhung der Stromstärke etwa infölge eines `Kurzschlusses erfolgt, während eine Abschaltung auf Grund einer anderen Ursache, z. B. mittels einer Fehlerstromspule oder einer Sicherheitskontakte enthaltenden Leitung, die genannte Begrenzungsvorrichtung nicht beeinflußt. Nach den nicht auf Überstrom beruhenden Abschaltungen wird entweder cineselbsttätige Wiedereinschaltung überhaupt nicht oder unbeschränkt zugelassen, oder es kann eine besondere Vorrichtung zum: Zählen und Begrenzen dieser Wiedereinschaltungen vorgesehen sein. Die Zahl der nach demAbschalten wegen Überstromes möglichen Wiedereinschaltungen wird also durch eine auf einer anderen Ursache- beruhende Ab- und Einschaltung nicht beschränkt. Es wird dadurch eine unnötige dauernde Abschaltung der Anlage und eine urinötige 'Revision gegebenenfalls vermieden, da ja erfindungsgemäß eine dauernde Abschaltung der Anlage nur gerechtfertigt ist, wenn sich nach einer gewissen Zahl versuchsweiser Wiedereinschaltungen nach einer auf der gleichen Ursache beruhenden Abschaltung ergibt, daß die. Ursache der Abschaltung nicht auf zeitlich begrenzte Vorgänge, sondern auf einen dauernd bestehenden Fehler zurückzuführen ist.According to the invention, such a device is designed so that the device for limiting the number of reclosures by only one Step is moved further when the automatic shutdown of the system on a unacceptable increase in the amperage, for example due to a short circuit, while a shutdown due to another cause, e.g. B. by means of a fault current coil or a line containing safety contacts, said limiting device unaffected. After the shutdowns that are not based on overcurrent, either automatic reclosing is not permitted at all or is permitted without restriction, or there can be a special device for: counting and limiting these reclosures be provided. The number of possible reconnections after disconnection due to overcurrent is therefore not switched on and off due to another cause limited. It becomes an unnecessary permanent shutdown of the system and a urinary 'revision may be avoided, since according to the invention a permanent one Shutting down the system is justified only if after a certain number attempted reclosing after one based on the same cause Shutdown shows that the. The cause of the shutdown is not limited in time Processes, but can be traced back to a permanent error.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Schutzeinrichtung dargestellt. Die Anordnung nach Fig. i zeigt einen dreipoligen Streckenschalter i, dessen Kontaktstücke 3 auf einer gemeinsamen Welle q. angeordnet sind. Der Schalter öffnet sich selbsttätig unter der Wirkung einer Feder 5, sobald die in eine Scheibe 6 der Welle q. eingreifende Klinke 7 ausgeschwenkt wird. Diese Klinke 7 steht durch eine Hebelübertragung mit einer Welle 8 in Verbindung, auf welche die Überstromauslöser 9 einwirken. Die Überströmauslöser drücken je auf einen Arm 12 der- Welle B. Es wird demgemäß bei einer Überlastung bzw. unzulässigen Erwärmung einer der Leitungen bzw. des Nulleiters o die` .Welle 8 gedreht und die Sperrklinke 7 ausg -. schwenkt, so daß sich 'der Schalter i öffnet;' da in jede der Leitungen ein Überstromauslöser eingeschaltet ist. Der Nulleiter enthält nur einen auf den Strom abgestimmten thermischen Schutz, der bei einer Spannung von über 65 V im Nulleiter gegen Erde anspricht.In the drawing are two embodiments of the protective device shown. The arrangement according to FIG. I shows a three-pole section switch i, whose contact pieces 3 on a common shaft q. are arranged. The desk opens automatically under the action of a spring 5 as soon as it is in a disc 6 of the wave q. engaging pawl 7 is pivoted out. This pawl 7 stands through a lever transmission connected to a shaft 8 on which the overcurrent release 9 act. The overflow release press each on one arm 12 der- wave B. It is accordingly in the event of an overload or inadmissible heating one of the lines or the neutral conductor o the shaft 8 rotated and the pawl 7 out -. pivots so that 'the switch i opens;' there in each of the lines an overcurrent release is switched on. The neutral conductor contains only one on the Current-matched thermal protection, which occurs at a voltage of over 65 V in the neutral conductor responds to earth.

Auf der Schalterwelle4 sind Kontaktstücke 13, 14, 15 angeordnet, welche zu Hilfsstromkreisen gehören. Die Hilfsstromkreise liegen sämtlich zwischen der Transformatorklemme der Phase V und dem Nullpunkt des Transformators, sie können ,auch an irgendeine fremde entsprechendeStromquelle angeschlossen werden. Fällt der Schalter z infolge einer Überlastung oder eines Kurzschlusses heraus, so wird der Kontakt 13 geöffnet, während die beiden Kontakte 14, 15 geschlossen werden. Es fließt nun ein Strom von der Phase V über die Spule eines Verzögerungsrelais 16 und den Kontakt 14 zum Transformatornullpunkt. In diese Leitung ist ein Schleifkontakt eingeschaltet, der ein ringsegmentförmiges Kontaktstück 17 aufweist, das auf einer mittels eines Schaltrades i8 bewegten Welle ig sitzt. Die Leitung liegt mittels je einer Bürste 42 an dem Kontaktstück 17. Das Verzögerungsrelais 16 schließt mittels einer Kontaktbrücke 2o nach einem gewissen Zeitraum einen Stromkreis, der von der Phase h über den Kontakt 15 und über ein Relais 21 zum Transformatornüllpunkt fließt. Das Relais 21 schließt einen Kontakt 22 eines von der Phase V über den Kontakt 2a und einen Einschaltmagneten 23 zum Nullpunkt führenden Stromkreis. Das Relais 21 ist mit einer Verzögerungsvorrichtung 21" versehen, welche nur beim Öffnen des Kontaktes zur Wirkung kommt. Es wird dadurch ein genügend langer Stromschluß für das Einschalten gesichert. Der Einschaltmagnet 23 schließt den Schalter i, und zwar mit Hilfe eines Bandes 24, welches über eine Scheibe 25 der Schalterwelle 4 gelegt ist. Bei derEinschaltbewegung wird auch eine Klinke 26 des Schaltrades 18 bewegt und damit das ringsegmentförmige Kontaktstück 17 um einen gewissen Winkel gedreht.Contact pieces 13, 14, 15, which belong to auxiliary circuits, are arranged on the switch shaft 4. The auxiliary circuits are all located between the transformer terminal of phase V and the zero point of the transformer; they can also be connected to any external corresponding power source. If the switch z falls out due to an overload or a short circuit, the contact 13 is opened while the two contacts 14, 15 are closed. A current now flows from phase V via the coil of a delay relay 16 and contact 14 to the transformer zero point. In this line, a sliding contact is connected, which has a ring segment-shaped contact piece 17 which is seated on a shaft ig moved by means of a switching wheel i8. The line is connected to the contact piece 17 by means of a brush 42. The delay relay 16 closes by means of a contact bridge 2o after a certain period of time a circuit which flows from phase h via contact 15 and a relay 21 to the transformer zero point. The relay 21 closes a contact 22 of a circuit leading from phase V via contact 2a and a switch-on magnet 23 to the zero point. The relay 21 is provided with a delay device 21 ″ which only comes into effect when the contact is opened. This ensures a sufficiently long current circuit for switching on is placed over a disk 25 of the switch shaft 4. During the switch-on movement, a pawl 26 of the ratchet wheel 18 is also moved and thus the ring-segment-shaped contact piece 17 is rotated through a certain angle.

Besteht beim Schließen des Schalters z noch Überstrom, so erfolgt sofort wieder ein Auslösen, und es ergibt sich dann nochmals der eben dargestellte Vorgang: Dabei wird wiederum das ringsegmentförmige Kontaktstück 17 um einen Schritt weitergedreht. Nach mehrmaligem vergeblichem Schließen des Schalters i ist das Kontaktstück 17 so weit gedreht worden, daß an ihm der Stromkreis unterbrochen ist. Da in diesem Stromkreis das Verzögerungsrelais 16 liegt; kann eine Wiedereinschaltung nicht mehr erfolgen. Der ---Schalter i bleibt nun dauernd abgeschaltet, _'üeil der Fehler in der Anlage bzw. in der 'Leitung weiterbesteht und zu seiner Behebung besondere Maßnahmen nötig sind.If there is still overcurrent when the switch z is closed, it is immediately triggered again, and the process just shown then occurs again: The ring-segment-shaped contact piece 17 is again rotated one step further. After several unsuccessful closing of the switch i, the contact piece 17 has been rotated so far that the circuit is interrupted at it. Since the delay relay 16 is in this circuit; it can no longer be switched on again. The switch i now remains permanently switched off, because the error in the system or in the line persists and special measures are required to rectify it.

Sämtliche Hilfsstromkreise sind vor ihrer Verbindung mit dem Transformatornull-. Punkt an ein Kontaktstück 28a angeschlossen, welches durch einen Hebel 27 mit dem Kontaktstück?-8b der Erdleitung leitend verbunden wird. Der Hebel 27 ist fest auf der Schalterwelle 4 angeordnet und wird von dem Handhebel 3o mittels zweier Stifte in der einen oder anderen Richtung mitgenommen. Beim Ausschalten von Hand wird der Hebel 27 von den KQntaktstüClfen 28a und. 28v entfernt, so däß dann alle Hilfsstromkreise geöffnet sind.All auxiliary circuits are neutral before being connected to the transformer. Point connected to a contact piece 28a, which is conductively connected by a lever 27 to the contact piece? -8b of the earth line. The lever 27 is fixedly arranged on the switch shaft 4 and is taken along in one direction or the other by the hand lever 3o by means of two pins. When switching off by hand, the lever 27 of the KQntaktstüClfen 28a and. 28v removed, so that all auxiliary circuits are then open.

Um die Vorrichtung auch zum Ausschalten auf Grund der Einstellung irgendeines anderen Wirkelementes, z. B. einer Fehlerstromspule oder einer Vorrichtung, welche am Ende der Leitung die Spannungen überwacht, benützen zu können, ist ein Aüsschaltmagnet 3i vorgesehen. Der Stromkreis dieses Magneten wird beispielsweise durch das betreffende Überwachungsinstrument geschlossen. Er kann auch an eine Sicherungsleitung angeschlossen sein, die an beliebigen Stellen Druckknöpfe enthält, um denAbschaltmagneten von Hand in Tätigkeit zu setzen. Auf der Welle 32 des Ankers 33 des Magneten 31 sitzt ein Arm 34, der gegen einen Hebel 35 der Welle 8 stößt und damit die Auslösung des Schalters bewirkt. Damit bei dieser Art der Auslösung das Kontaktsegment 17 nicht gedreht wird, drückt ein Arm 36 der Welle 32 gegen eine Scheibe 37 der Welle ig und verschiebt diese axial; wodurch eine Kupplung 38 ausgerückt wird. Die Bürsten 42 gehen dabei auf ein Isolierstück 43 über. Ein Federbolzen 39, der nach dem Ausschalten des Schalters von einem Segment 4o der Welle 4 nicht mehr gestützt wird, rutscht nach Drehung der Welle 32 auch von einer Segmentscheibe 41 ab und verhindert damit die Rückdrehung der Welle 32. Erst nach dem Einschalten des Schalters i von 'Hand wird der Sperrbolzen 39 angehoben, so daß sich die Welle 32 zurückdrehen kann und die Kupplung 38 wieder eingerückt wird.In order to switch off the device due to the setting of any other active element, e.g. B. to be able to use a fault current coil or a device which monitors the voltages at the end of the line, a switch-off magnet 3i is provided. The circuit of this magnet is closed, for example, by the monitoring instrument in question. It can also be connected to a safety line that contains pushbuttons at any point in order to activate the shut-off magnet by hand. On the shaft 32 of the armature 33 of the magnet 31 sits an arm 34 which strikes against a lever 35 of the shaft 8 and thus triggers the switch. So that the contact segment 17 is not rotated with this type of triggering, an arm 36 of the shaft 32 presses against a disk 37 of the shaft and moves it axially; whereby a clutch 38 is disengaged. The brushes 42 go over to an insulating piece 43. A spring bolt 39, which is no longer supported by a segment 4o of the shaft 4 after the switch has been switched off, also slips off a segment disk 41 after the shaft 32 has rotated and thus prevents the shaft 32 from rotating backward. Only after the switch i has been switched on The locking pin 39 is raised by hand so that the shaft 32 can rotate back and the clutch 38 is re-engaged.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig ' sein, auch nach dem Ausschalten mittels des Magneten 31 nach einer gewissen Zeit den Schalter i wieder selbsttätig zu schließen. Wenn beispielsweise der Stromkreis des Schaltmagneten 31 durch das Ansprechen eines Relais geschlossen ist und deshalb die Öffnung des Schalters i erfolgt war, kann nach längerem Zeitraum die Ursache des Ansprechens beseitigt und deshalb der Versuch einer Wiedereinschaltung zweckmäßig sein. Dabei soll dann aber diese Wiedereinschaltung nicht die Vorrichtung i7 beeinflussen, welche die Zahl der. Wiedereinschaltungen nach einer Auslösung infolge von Überstrom begrenzt. Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung für diesen Zweck.In some cases it can be useful, even after switching off by means of the magnet 31, the switch i again automatically after a certain time close. For example, if the circuit of the solenoid 31 by the Response of a relay is closed and therefore the opening of the switch i was done, can after a long period of time the cause of the response eliminated and therefore an attempt to reconnect should be advisable. Included but then this reclosing should not affect the device i7, which the number of. Restarts after a trip due to overcurrent limited. Fig. 2 shows a device for this purpose.

Über der Welle ig und parallel zu ihr ist eine Welle 52 angeordnet, welche ein Kontaktsegment 53 trägt, auf dem eine Bürste 54 schleifen kann. Eine weitere Bürste 55 schleift einerseits auf dem Segment 53 und andererseits auf dem Segment 17. Eine Feder 56 sucht die Welle 52 zu drehen. Auf der Welle 52 sitzt ein Sperrad 57, in welches Arme 58 und 59 der Schaltmagnetwelle 32 eingreifen. Die Bürste 54 des Segments 53 und eine Bürste 42a des Segments 17 sind an einem doppelarmigen Schwinghebel 6o befestigt, welcher durch einen Arm 61 .der Welle 32 entgegen der Wirkung einer Feder ausge-, schwenkt werden kann. Je nach der Stellung des Hebels 6o liegt die eine oder die, andere der Bürsten 42" 54 an ihrem Segment, d. h. es ist ein Stromkreis entweder über das Segment 17 oder das Segment 53 geschlossen, und es wird infolge der Ausschaltung durch Überstrom . oder Kurzschluß das Segment 17 und durch Ausschaltung, mittels des Magneten 31 das Segment 53 um einen Schritt weitergeschaltet.Above the shaft and parallel to it, a shaft 52 is arranged which carries a contact segment 53 on which a brush 54 can slide. Another brush 55 grinds on the one hand on the segment 53 and on the other hand on the segment 17. A spring 56 tries to rotate the shaft 52. A ratchet wheel 57 is seated on the shaft 52, in which arms 58 and 59 of the switching magnet shaft 32 engage. The brush 54 of the segment 53 and a brush 42a of the segment 17 are attached to a double-armed rocking lever 6o which can be swiveled out by an arm 61 of the shaft 32 against the action of a spring. Depending on the position of the lever 6o, one or the other of the brushes 42 "54 is on its segment, ie a circuit is closed either via segment 17 or segment 53, and it is switched off by overcurrent or short-circuit the segment 17 and by switching off, by means of the magnet 31, the segment 53 is advanced by one step.

Beim selbsttätigen Öffnen des Schalters i durch die Überstromvorrichtung g oder den Schaltmagneten 31 wird die Endstellung des Hebels 27 durch den unter Wirkung einer Feder 62 o. dgl. stehenden Hebel 63 bestimmt, da dieser den Handhebel 30 auffängt. In dieser Stellung liegen die Hilfsstromkreise noch am Transformatornullpunkt. Erst beim weiteren Durchziehen des Hebels 30 von Hand wird die Kontaktvorrichtung 27, 28 geöffnet, und es werden damit sämtliche Hilfsstromkreise unterbiochen.When the switch i is automatically opened by the overcurrent device g or the switching magnet 31, the end position of the lever 27 is determined by the lever 63, which is under the action of a spring 62 or the like, since it catches the hand lever 30. In this position the auxiliary circuits are still at the transformer zero point. The contact device 27, 28 is only opened when the lever 30 is pulled through further by hand, and all auxiliary circuits are thus interrupted.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic circuit breaker for power distribution systems, the triggering elements of which respond to various causes and in which the reclosing magnet, when triggered, moves an incremental break contact one step further and ultimately prevents further reclosing by breaking a circuit, characterized in that the automatic switch (i) apart from triggers ( g), which cause the disconnection in the event of overcurrent, with another, e.g. B. by a hand switch or any monitoring instrument, e.g. B. @ a fault current coil, switchable release magnet (31, 33) is provided, which switches off the drive of the switching contact (17) when the switch (i) is triggered and interrupts its circuit so that it is not switched on again.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the armature (33) of the switch-off magnet (31) a shaft (32) rotates against the action of a spring, which rotates an arm (34) for actuating the mechanical release device (7, 8) of the switch (i) and an arm (36) for disengaging the switchable break contact (17) and contributes to the interruption of his circuit.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the shaft (32) has a lock (41, 39) which holds it in the switched-off position and is released by a cam (4o) of the switch shaft (4) in its switched-on position.

4. Apparatus according to claim i and 2, * characterized characterized in that a second switchable break contact (53) for limiting the number of reclosures that only occur when the switch (i) is triggered by the switching magnet (31) comes into action, is provided.

5. Device according to claim 4, characterized in that both continuation line interruption contacts consist of grinding segments and brushes and one between the two grinding segments. arranged brush (42a, 54) which can be placed on both segments on one of an arm 61 of the switching magnet shaft (32) controlled rocker arm (6o) is arranged so that when the solenoid (3433) responds from the segment of the. Contact device (i7) on which the contact device (53) is placed.