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Einrichtung zum Schutz ferngesteuerter elektrischer Schalter gegen
falsche Schaltwiederholungen Elektrische überstromfernschalter, d. h. durch Schaltmagnete
oder Schältmotoren betätigte Schalter, werden fast ausschließlich mit Ereiauslöseschloß
ausgeführt. Schaltet man einen solchen Schalter auf einen Kurzschluß, so fällt der
Schalter augenblicklich wieder heraus, auch wenn der Betätigungskontakt des Schaltmagneten
noch in »Ein«-Kommandostellung festgehalten wird. Auch der Schaltmagnet geht dabei
nach dem Schalter in die »Aus«-Lage zurück, weil sein Stromkreis durch einen an
dem Schalter angebauten Hilfskontakt geöffnet wurde, als der Schalter in seiner
»Ein«-Stellung anlangte.
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Der Hilfskontakt am Schalter soll das Verbrennen der Spule des Einschaltmagneten
verhindern, wenn beispielsweise der Betätigungskontakt zu lange in »Ein«-Kommandostellung
festgehalten wird. In manchen Fällen wird dieser sogar als Dauerkontakt gebraucht,
also nach der »Ein«-Schaltung überhaupt nicht geöffnet.
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Dieser Hilfskontakt schließt sich aber wieder in ,einer Stellung;
die zwischen der »Ein«- und »Aus,(-Lage des Schalters liegt. Wird nun auch noch
der Betätigungskontakt in »Ein«-Kommandostellung gehalten, so erfolgt eine abermalige
Erregung des Einschaltmagneten, der wieder eine Abschaltung infolge des bestehenden
Überstromes folgen muß usf. Dieses Pumpen der Magneten wird sich so lange fortsetzen,
als der Betätigungskontakt in Kontaktstellung gehalten wird. Da aber der einzelne
Schaltvorgang sich in etwa o,i Sekunden vollzieht und der Bedienende immer eine
weit längere Zeit den Kontakt geschlossen halten wird, weil er geistig und physisch
den Vorgängen nicht schnell genug folgen kann, so werden immer eine Reihe von Fehlschaltungenerzeugt,
die das Schaltermaterial und die elektrische Anlage stark beanspruchen.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz ferngesteuerterelektrischer
Schalter gegen falsche Schaltwiederholungen mittels eines Hilfsrelais, das seine
im Erregerstromkreis des Schalters liegenden, im Ruhezustand geschlossenen Kontakte
beim Einschalten des ferngesteuerten Schalters öffnet und so lange geöffnet hält,
wie der Steuerschalter geschlossen ist. Sie besteht darin, daß das nur eine Spannungsspule
besitzende Hilfsrelais Ansprechverzögerung besitzt und unabhängig von der Stellung
des ferngesteuerten Schalters unmittelbar bei Betätigung des Steuerschalters erregt
wird.
Es sind zwar schon verschiedene Konstruktionen bekanntgeworden,
durch die das Pumpen der Schalter verhindert werden sollte, die aber doch noch nicht
befriedigen konnten, da sie verschiedene Mängel aufwiesen. Bei einer Gruppe von
bekannten Anordnungen wird die kinetische Energie des Schaltmagnetkerns. die er
während der Schaltbewegung erhält, zur Verhinderung des Pumpens herangezogen. Z.
B. unterbricht der 2vIagnetkern seinen Spulenstromkreis auf seinem Schaltweg und
beendet dann nur noch mit seiner lebendigen Kraft seine Schaltbewegung, oder der
Kern bewegt sich durch den Einschaltimpuls zunächst über seine Einschaltendlage
hinaus und bringt dabei das Schalterschloß in die Einschaltstellung. Bei einer anderen
Anordnung stößt der Schaltmagnetkern im letzten Teil seiner Einschaltbewegung einen
zusätzlichen Kippschalter an, der über seine Kipplage hinweg gedreht wird und dabei
den Stromkreis des Einschaltmagneten unterbricht. Um die Unterbrecher-Kontakte wieder
zu schließen, genügt nicht ein öffnen des Steuerschalters, sondern es muß erst ein
besonderes Hilfsrelais betätigt werden, das den Kippschalter in die Ausgangslage
wieder zurückdreht.
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Parallel zu der Einschaltspule einer anderen Schaltung liegt eine
:Magnetspule, die jedoch nicht als Spule eines Relais wirkt. dessen Hauptkontakte
in Reihe mit der Einschaltspule liegen, wie dies beim Gegenstand der Erfindung der
Fall ist. Vielmehr dient diese Magnetspule nur als Haltespule zum Offenhalten eines
von dem Magnetschaltkern während seiner Einschaltbewegung geöffneten Kontaktes.
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Bei einer anderen Anordnung, bei der der Stromkreis der Einschaltspule
ebenfalls durch ihren Spulenkern selbst unterbrochen wird, wird, falls das Einschalten
unter Kurzschluß erfolgt, infolge Ansprechens eines überstromrelais und eines Ausschaltmagneten
der Unterbrechungskontakt wieder geschlossen, gleichzeitig aber auch ein durch ein
unverzögert arbeitendes Hilfsrelais betätigter Kontakt im Einschaltspulenstromkreis
geöffnet und somit ein Wiedereinschalten verhindert. Da das Hilfsrelais außer durch
ein zweites Kontaktpaar des Steuerschalters auch durch das i,'berstromrelais gesteuert
wird, benötigt es außer seinem Ruhekontakt einen Selbsthaltekontakt.
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Alle diese Anordnungen haben den Mangel, daß sie unzuverlässig arbeiten,
weil die Energiequelle für die Einschaltbetätigung vor Beendigung derselben unterbrochen
wird. Derartige Schalteranordnungen führen daher zu häufigen Fehlschaltungen.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung öffnet ein Cberstromauslöser
bei seinem Ansprechen einen Unterbrechungskontakt im Schaltmagnetkreis. Dieser Kontakt
wird dann durch einen parallel zur Einschaltmagnetspule liegenden Sperrmagneten
in der Offenstellung gehalten, solange der Betätigungsknopf gedrückt wird. Bei dieser
Anordnung ist es notwendig, daß der Sperrmagnet in ganz bestimmter Weise mit dem
überstromauslösemagneten des Schalters zusammenarbeitet; beide müssen aufeinander
abgestimmt sein. Infolgedessen ist eine Anpassung des Sperrmagneten an den jeweiligen
Schaltertyp erforderlich, was den Aufbau des Schalters erheblich kompliziert.
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Bei einer weiteren Anordnung für Schalter mit C'nterspannungsauslöser
ist die Spule eines Hilfsrelais ebenfalls zu der Einschaltspule parallel geschaltet,
während der Kontakt des Hilfsrelais in Reihe mit der Einschaltspule liegt. In diesem
Falle handelt es sich jedoch um kein Relais mit verzögerter Abschaltung, sondern
um ein unverzögert ansprechendes Relais. Vor allem aber versagt diese Anordnung
bei schwächeren Stromüberlastungen, die noch nicht kurzschlußartigen Charakter haben,
d. h. die keine so starken Spannungsrückgänge im Netz erzeugen, daß der Unterspannungsauslöser
abfällt.
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Eine weitere Anordnung für motorisch angetriebene Schalter, die ebenfalls
einen Schutz gegen falsche Schaltwiederholungen bietet, ist zwar auch mit einem
Hilfsrelais mit einer einzigen Wicklung ausgerüstet. Dieses Relais wird jedoch nicht
wie bei der Erfindung unmittelbar vom Steuerschalter, sondern durch das Einschaltschütz
des Schaltmotors gesteuert, und zwar derart, daß es, nachdem das Schaltschütz seinen
Selbsthaltekontakt geschlossen hat, die Zuführungsleitung des Schaltschützes unverzögert
unterbricht. Die bekannte Anordnung benötigt also ein zusätzliches Schaltschütz
mit einer besonderen Kontaktanordnung. überdies muß das Hilfsrelais für den vorliegenden
Zweck sowohl mit Ruhekontakten als auch mit Arbeitskontakten versehen sein.
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Eine andere bekannte Anordnung ist ebenfalls mit einem verzögerten
Hilfsrelais versehen, das zwar auch wie beim Gegenstand der Erfindung einen im Stromkreis
des Schaltmagneten liegenden Ruhekontakt steuert, jedoch außer einer dafür bestimmten
Arbeitswicklung einen Sperrmagneten enthält. Die Arbeitswicklung dieses Relais wird
im Gegensatz zu der Erfindung abhängig von der Schalterstellung derart gesteuert,
daß kurz vor Beendigung der Einschaltbewegung der Stromkreis der Arbeitswicklung
des Hilfsrelais geschlossen wird, und bewirkt lediglich, daß nach erfolgtem Einlegen
des Steuerschalters
die Einschaltspule zwecks Vermeidung einer
überlastung entregt wird. Lediglich der zusätzliche Sperrmagnet hat die Aufgabe,
das Pumpen des Schalters zu verhindern. Dieser Magnet hält nach Öffnen des Ruhekontaktes
durch die" Arbeitswicklung diesen in seiner Offenstellung fest. Die bekannte Anordnung
ist also wesentlich komplizierter als der Gegenstand der Erfindung und außerdem
nur für Schalter mit an sich unerwünschten Hilfskontakten anwendbar.
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Alle diese bekannten Anordnungen haben also erhebliche Mängel, entweder
daß sie unzuverlässig arbeiten oder daß sie kompliziert, empfindlich und kostspielig
im Aufbau sind. Demgegenüber zeichnet sich die Anordnung nach der Erfindung durch
allergrößte Einfachheit aus. Es ist nur ein normales Spannungsrelais mit Ansprechverzögerung
notwendig, wie es für zahlreiche andere Zwecke bereits hergestellt wird. Dieses
Relais braucht, ohne mit sonstigen Schalterteilen mechanisch zusammenzuarbeiten
oder in Abhängigkeit von ihnen ansprechen zu müssen, nur in den Stromkreis des Schaltmagneten
passend eingeschaltet zu werden. Es kann daher gegebenenfalls sogar in einem besonderen
Gehäuse, getrennt von oder neben dem Schalter, angebracht werden.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt.
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Der Schalter a wird durch das Freiauslöseschloß b in der »Ein«-Stellung
gehalten. Der magnetische überstromauslöser c und der thermische flberstromauslöser
d vermögen durch Drehen der Auslösewelle o die Auslöseklinke-e des Schalters zu
betätigen und den Schalter auszulösen. Der Magnetkern/ greift über eine Kurbel p
an der Antriebswelle q an und wirkt über das Freiauslöseschloß b auf die
Schalterwelle r gegen die Wirkung der Rückzugfeder g. Die .>Ein" Stellung
des Schalters erfolgt durch den Druck auf den Betätigungskontakt lt. Dabei
fließt der Einschaltstrom vom +-Pol über den Betätigungskontakt, über die Hauptkontakte
eines Spannungsrelais i, über die Wicklung des Einschaltmagneten zum --Pol. Gleichzeitig
aber wird die Spannungswicklung h des' Spannungsrelais erregt, und der Kontakt!
unterbricht nach kurzer Verzögerungszeit den Einschaltstromkreis und fällt nach
Loslassen des Kontaktes h in die gezeichnete Bereitschaftsstellung zurück.
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Wird der Betätigungskontakt h geschlossen, so bleibt die Spule k ebensolange
erregt. Der Kontakt i wird aber, sobald er nach kurzer Zeit, die durch das Hemmwerk
L eingestellt werden kann, geöffnet hat, so lange in Offenstellung bleiben, wie
die Spule k erregt ist, also so lange, wie der Betätigungskontakt geschlossen gehalten
wird. Erst dann, wenn dieser iosgelassen wird, geht das Relais in seine Ruhelage
und damit in die gezeichnete Bereitschaftsstellung zurück. Der Einschaltmagnet vermag
nach jedem Druck auf den. Betätigungskontakt nur eine Schaltung zu vollziehen.