DE716585C - Schaltvorrichtung mit polarisiertem Relais - Google Patents

Description

• Schaltvorrichtung mit polarisiertem Relais Die Erfindung bezieht sich auf Schaltvorrichtungen mit polarisiertem Relais, insbesondere Differentialschutzschalter mit als Berührungsschutz dienender Fehlerstriomauslösung.
• Beiden bisher bekannten Schaltvorrichtungen dieser Art besteht die Gefahr, daß der Dauermagnetismus des polarisierten Relais durch stärkere Erregerströme, z. B. infolge von Kurzschlüssen, eine bleibende Schwächung erfährt und dadurch die Empfindlichkeit in unerwünschter Weise heraufgesetzt wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung mit polarisiertem Relais zu schaffen, die eine besonders hohe und zugleich stabile, durch Kurzschlüsse unbeeinflußbare Empfindlichkeit gewährleistet.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß zu dem Kern der Auslösespule des polarisierten Relais ein starker magnetischer Nebenschluß angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß der Dauermagnet nur gemäß dem Anteil seines den Kern der Auslösespule durchsetzenden Kraftflusses beeinflußt wird und in entsprechend geringerem Maße Schwankungen unterworfen ist. Es besteht infolgedessen die vorteilhafte Möglichkeit, die Empfindlichkeit der Schaltvorrichtung äußerst hoch einzustellen ohne Gefahr zu laufen, daß durch besondere große Erregerstromstöße der Dauermagnetismus bleibende Veränderungen erfährt und die Empfindlichkeit übermäßig gesteigert wird. * Das hat besondere Bedeutung für Schutzschalter mit als Berührungsschutz dienender Fehlerstromauslösung, wo es darauf ankommt, den Schalter so empfindlich zu machen, daß der auftretende Fehlerstrom für die berührende Person noch nicht schädlich wirkt, aber trotzdem ausreicht, um die Auslösung des Schaltern zu bewirken.
• Um auch beim Auftreten besonders starker Fehlerströme, z. B. infolge einseitiger Kurzschlüsse, schädliche Rückwirkungen auf die Relais zu vermeiden, kann zusätzlich eine Einrichtung zur Amplitudenbegrenzung der auf die Auslösespule des polarisierten Relais einwirkenden Strom--oder Spannungsgröße vorgesehen sein.
• Für den unteren Strombereich wird dann die schädliche Rückwirkung der Fehlerströme durch den magnetischen Nebenschluß und für den oberen Strombereich durch die Amplitudenbegrenzung ausgeschaltet. Die Amplitudenbegrenzung kann durch Parallelschalten einer Funkenstrecke, einer gesteuerten Gasentladungsstrecke o. dgl. Kurzschließers zu der oder den Auslösespulen des polarisierten Relais oder wo das polarisierte Relais durch die Sekundärspannung eines Differenztransformators erregt wird, durch Sättigung des Differenztransformators erfolgen.
• Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Die Schaltvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem doppelpoligen Schalter a, einem polarisierten Relais h zur Betätigung des Schalters und einem im Stromkreise, d des Schalters liegenden Differenztransformators zur Erregung des polarisierten Relais.
• Der Schaltera steht unter dem Einfluß einer Abschaltfeder ä und wird in eingeschaltetem Zustande durch einen Schwingriegel h festgehalten. Der Riegel ist durch eine nicht dargestellteFeder fürgewöhnlich in dergezeichneten Sperrlage gehalten und kann durch den Anker i des polarisierten Relaisb ausgelöst werden. Der Ankert des polarisierten Relais steht unter dem Einfluß einer Federk, die bestrebt ist, ihn vom Magneten abzuziehen und im Falle der Ablösung gegen den Riegel lt schlägt, der dann den Schalter a zur Abschaltung durch die Feder g freigibt.
• Der zur Erregung des polarisierten Relais im Stromkreise, d des Schalters vorgesehene Differenztransformator fist mit zwei gleich starken, aber entgegengesetzt magnetisierten Wicklungen in, x und mit einer Sekundärwicklung o versehen, an die die Auslesespulen p, p des polarisierten Relais angeschlossen sind.
• Parallel zu den beiden Wicldungen o bzw. p ist ein Kondensator s eingeschaltet, durch den eine Abstimmung des Relaiskreises auf die Betriebsfrequenz und damit eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit erzielt wird.
• Die Belastung des Stromkreises e, d ist durch Glühlampen r angedeutet. Bei Belastung des Stromkreises mit den Glühlampen r oder anderen Stromverbrauchern fließt durch die beiden gegeneinander geschalteten Transformatorwicklungen in und z-t der gleiche Strom, so daß sich die magnetischen Wirkungen gegenseitig aufheben. Tritt z. B. infolge Berührung der Leitung durch eine Person oder bei Auftreten eines Isolationsfehlers an irgendeinem Punkt der Verbraucherleitung ein FehlerstromF auf, so wird dadurch das Gleichgewicht im Differenztransformator gestört und in der Sekundärspule o eine elektromotorische Kraft erzeugt, die das Fließen eines Wechselstromes durch die Wicklung, p des polarisierten Relais zur Folge hat und dadurch das Feld des polarisierten Relais abwechselnd schwächt und wieder verstärkt. Durch die Schwächung wird der Relaisanker i losgelassen und der abschaltenden Kraft der Federk ausgeliefert.
• Damit durch die Relaisströme keine bleibende Schwächung des Dauermagnetismus hervorgerufen wird, ist der eigentliche Dauermagnet x mit einem starken magnetischen. Nebenschluß zum Relaisanker bzw. zu den Schenkeln u, u der Auslösespulenp versehen derart, daß der Kraftfluß des Dauermagnetismus sich zum überwiegenden Teil über den Nebenschluß schließt und infolgedessen auch durch den vom Relaisstrom erzeugten magnetischenWechselflußnurin verhältnismäßig geringem Maße beeinflußt wird.
• Um eine schädliche Rückwirkung der Fehlerströme auch beim Auftreten sehr starker Sekundärspannungen bzw. Fehlerströme zu vermeiden, ist die Schaltvorrichtung so ausgebildet, daß der Relaisstrom eine gewisse Höchstgrenze überhaupt nicht überschreiten kann. Diese Amplitudenbegrenzung ist im dargestellten Beispiel dadurch erzielt, daß den Auslösespulen P eine Funkenstrecke ul parallel geschaltet ist.
• Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich. Insbesondere kann die Amplitudenbegrenzung für die auf das Relais einwirkenden Spannungen bzw, Ströme auf verschiedenste Art und Weise erzielt werden, z. B. auch dadurch, daß der oder den Auslösespulen p des polarisierten Relais eine gesteuerte Gasentladungsstrecke o. dgl. Kurzschließer parallel geschaltet ist. Eine Spannungsbegrenzung kann auch dadurch erreicht werden, daß der Differenztransformator mit derart hoher Sättigung arbeitet, daß bei Kurzschluß nur noch eine verhältnismäßig geringe Steigerung des Feldes und damit der Sekundärspannung auftritt.
• Gegebenenfalls kann die Amplitudenbegrenzung auch mit Hilfe von Gleichspannungen bzw. mit Hilfe von zwei im Nebenschluß zur Sekundärspannung des Differenztransformators angeordneten, entgegengesetzt wirkenden und gegebenenfalls ungleichmäßig mit Hilfe von Gleichspannungen vorgespannter Gleichrichter erfolgen. Dabei läßt sich die Empfindlichkeit bequem und nachträglich einstellen.
• Die verschiedenen Mittel zur Unschädlichmachung übermäßig hoher Strom- oder Spannungsgrößen können gegebenenfalls auch in Kombination angewandt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Schaltvorrichtung mit polarisiertem Relais, insbesondere Differentialschutzschalter mit als Berührungsschutz dienender Fehlerstromauslösung, gekennzeichnet durch Anordnung eines starken magnetischen Nebenschlusses zu dem Kern der Auslösespule des polarisierten Relais.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch r, gekennzeichnet durch die zusätzliche Anordnung einer an sich bekannten Einrichtung zur Amplitudenbegrenzung der auf die Auslösespule des polarisierten Relais einwirkenden Strom- oder Spannungsgröße durch z. B. Parallelschalten einer Funkenstrecke, einer gesteuerten Entladungsstrecke o. dgl. Kurzschließers zu der oder den Auslösespulen des polarisierten Relais oder durch Sättigung des Differenztransformators.