CH530011A - Einrichtung zur Überwachung von Stromdifferenzen in einer elektrischen Anlage - Google Patents

Einrichtung zur Überwachung von Stromdifferenzen in einer elektrischen Anlage

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CH530011A
CH530011A CH1344070A CH1344070A CH530011A CH 530011 A CH530011 A CH 530011A CH 1344070 A CH1344070 A CH 1344070A CH 1344070 A CH1344070 A CH 1344070A CH 530011 A CH530011 A CH 530011A
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CH
Switzerland
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rod
switch
locking
release
coil
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Application number
CH1344070A
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English (en)
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Wirth Herbert Ing Dipl-El
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Weber Ag Fab Elektro
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    • H01H83/144—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by imbalance of two or more currents or voltages, e.g. for differential protection with differential transformer
    • H—ELECTRICITY
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Description


  
 



  Einrichtung zur Überwachung von Stromdifferenzen in einer elektrischen Anlage
Der Patentanspruch im Hauptpatent betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Stromdifferenzen in einer elektrischen Anlage, mit wenigstens einem   Strom-    wandler, auf dessen Magnetkern mindestens zwei Wicklungen angebracht sind, durch welche die Ströme fliessen, deren Differenz zu   ülberwachen    ist, und der mit mindestens einer ein Überwachungsorgan steuernden Sekundärwicklung versehen ist,

   die zur Abgabe eines von einer solchen Differenz abhängigen Stromes dient.   Ge-    mäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes zeichnet sich diese Einrichtung dadurch aus,   Idass    der Magnetkern des Stromwandlers aus einem ferromagnetischen Material mit praktisch rechteckförmiger Hysteresischarakteristik besteht und eine Primärwicklung trägt, die mit dem Ausgang eines Niederfrequenzgenerators verbunden ist, so dass bei Normalbetrieb der Anlage in der Sekundärwicklung bzw. den Sekundärwicklungen des Stromwandlers oder der Stromwandler ein Ruhestrom fliesst, und dass dieser   Ruhestrogin    bei Auftreten einer kritischen Stromdifferenz in den erstgenannten, als Steuerwicklungen arbeitenden Wicklungen infolge Sättigung des Magnetkernes praktisch unterbrochen wird.

  Diese Einrichtung kann insbesondere als   Fehlerstrom-lSchutz-    schaltungseinrichtung ausgebildet werden und zeichnet sich dann vorzugsweise gemäss dem Unteranspruch 1 des Hauptpatentes dadurch aus, dass als   Überwachungs-    organ ein Auslöser vorgesehen ist, der ein Schaltschloss steuert, welches beim Ansprechen des Auslösers infolge der Unterbrechung des Ruhestromes einen Schalter öffnet, der einen Verbraucher vom Netz abschaltet.

  Bei den drei ersten im Hauptpatent beschriebenen, diesem Unteranspruch 1 entsprechenden Ausführungsbeispielen ist ein Auslöser vorgesehen, der eine von der Sekundärwicklung des Stromwandlers gesteuerte Spule aufweist, durch deren Erregung eine auf das Schaltschloss einwirkende Auslösestange gegen die Kraft einer Feder bewegt wird und ist ferner das Schaltschloss über eine durch eine Feder belastetet mit der Auslösestange verriegelte Schaltstange mit dem Schalter verbunden.



   Die betreffenden im Hauptpatent beschriebenen FI   Schoutzschaltungseinrichtungen    haben folgende Nachteile. Auch bei sehr kurzzeitigem Fehlerstrom, der z. B.



  durch einen Blitzschlag verursacht werden kann, kommt die Einrichtung in die Ausschaltlage, und dasselbe ist auch der Fall, wenn die Netzspannung ausfällt. Wenn dann   niemand    da ist, um die Einrichtung von Hand wiedereinzuschalten, so können sich grosse Nachteile ergeben, insbesondere wenn als Verbraucher die Steuerungsvorrichtung eines zur Heizung von Wohnräumen dienenden Heizanlage oder ein zur Kühlung von Nahrungsmitteln dienender Kälteerzeuger vorgesehen ist.



  Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu   beheben.   



   Die Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, dass das Schaltschloss eine elektrisch betätigbare Schliessvorrichtung aufweist, !deren   Erregerstrcmkreis    zwei in Serie geschaltete Kontaktpaare enthält, von denen das erste, im Ein-Zustand der Einrichtung geschlossene   Hauptkontaktpaar    auch im   Speisestromkreis    des NF-Generators liegt und von Hand betätigbar ist, während das zweite, sowohl im Ein-Zustand als auch im definitiven Aus-Zustand offene Hilfskontaktpaar infolge einer Verriegelung der Auslösestange mit der Schaltstange geschlossen wird, wenn der Erregerstrom der Auslösespule infolge des Auftretens eines Fehlerstromes oder des   Ausbleibens    der Netzspannung ausfällt und somit der Schalter durch die Schaltstange geöffnet wird,

   so dass dann die Schliessvorrichtung bei der Öffnung des Schalters oder bei einer Rückkehr der Netzspannung über die beiden geschlossenen Kontakt  paare erregt wird, und die Schaltstange zunächst in eine   Verschliesslage    zurückschiebt, in welcher der Schalter bereits geschlossen ist, worauf im Falle b eines weiterbestehenden Fehlerstromes durch ein erneutes Ausfallen des Erregerstromes der Auslösespule der Schalter unter Öffnung der genannten Hauptkontakte definitiv ausgeschaltet wird, während im Falle a eines   Nichtmehrbe-    stehens des Fehlerstromes oder im Falle c einer Rückkehr der Netzspannung die Schaltstange durch die Schliessvorrichtung in ihre   Ein-'Stellung    weitergeschoben wird.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt:
Fig. 1 zeigt eine   FI-Sc31utzschaltungseinrichtung    im Normalzustand, d. h. im Einschaltzustand,
Fig. 2 zeigt die Einrichtung   unmittelbar    nach der definitiven Ausschaltung infolge eines dauernden Fehlerstromes, und
Fig. 3 in einer Phase des Schliessvorganges.



   Zur Erleichterung des Verständnisses sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie im Hauptpatent.



   Die dargestellte Einrichtung weist einen   Stromwand-      ler    1 auf, dessen ringförmig geschlossener Magnetkern 2 aus einem hochpermeablen Material mit etwa rechteckförmiger Hysteresisschleife besteht. Auf dem Kern 2 sind eine Primärwicklung 3, eine Sekundärwicklung 4 und zwei Steuerwicklungen 5 angebracht, wobei alle Wicklungen nur durch eine einzige Windung   angedeutet    sind. Die   Primärwicklung    3 wird von einem Niederfrequenzgenerator (NF-Generator) 6a gespeist, dessen Frequenz z. B. 1000 Hz betragen kann.

  Die Steuerwicklungen 5 liegen im Zuge von zwei Stromleitern 7, welche zwei Anschlussklemmen A und B eines   üblichen    Wech   selstromnetzes    von   50    Hz oder eines   Oleichstromnetzes    über einen zweipoligen Schalter 8 mit einem Verbraucher 9 verbinden. Zwei Leiter 10, die vor dem Schalter 8 mit den beiden Leitern 7 verbunden sind, dienen zur Speisung des NF-Generators   16,    wobei der Speisestromkreis aber nicht dauernd geschlossen ist, sondern durch Öffnen eines von Hand betätigbaren Hauptkontaktpaares 41', 41" geöffnet werden kann.



   Aufgabe der Einrichtung ist es, den Verbraucher 9 abauschalten, wenn in   demselben    oder zwischen ihm und der Einrichtung ein Erdschluss auftritt, der zur Folge hat, dass di;e vektorielle Summe der durch die Leiter 7 fliessenden Ströme nicht mehr gleich Null ist, wobei schon ein sehr geringer   Ableitungsstrom    ( Fehlerstrom ) genügen soll, um den Schalter 8 zu öffnen.



  Wenn ein Mehrphasennetz vorliegt, erhöht sich lediglich die Anzahl der Leiter 7 und der Steuerwicklungen 5, wie in den Ausführungsbeispielen des Hauptpatentes gezeigt ist.



     ZumEin-    und Ausschalten des Schalters 8 dient ein Schaltschloss 11a, das normalerweise von einem Auslöser 12 in der in Fig. 1 dargestellten Einschaltlage gehalten wird. Der Auslöser 12 wird von der   Sekundärwick-    lung 4 !des Stromwandlers 1 gesteuert und enthält hierzu eine mit dieser Sekundärwicklung 4 verbundene Spule 13, ,die bei ihrer Erregung einen Tauchanker 14 gegen die Kraft einer Feder 15 in sich hineinzieht. Der Anker 14 trägt eine Auslösestange 16a, die auf das   Schalter    schloss 11a einwirkt, welches seinerseits über eine Schaltstange 18a mit dem Schalter 8 in Wirkungsverbindung steht.



   Das Schaltschloss 11a weist eine Einschalttaste 42 und eine Ausschalttaste 43 auf, die im Normalzustand nach Fig. 1 beide gegen die Kraft von zwei zugehörigen Druckfedern 44 bzw. 45 nach unten gedrückt sind. Die Einschalttaste 42 befindet sich am oberen Ende eines Stiftes 46, an welchem über einen Zapfen 47 eine Sperrwippe 48 angelenkt ist. Der eine Arm 49 der Wippe 48 wird durch einen Haken 50 festgehalten und der andere Arm 51 durch einen Haken 52. Die Haken 50 und 52 befinden sich an den Enden zweier Sperrarme 53 bzw.



  54, die um ortsfeste Gelenke 55 bzw. 56 schwenkbar sind und durch eine Zugfeder 57 aufeinander hin und gegen ortsfeste Anschläge 58 und 59 gezogen werden.



  Die Wippenarme 49 und 51 tragen zwei Anzeigen  FI Aus  bzw.  Aus , denen zwei ortsfeste Fenster 60 und 61 zugeordnet sind. Wenn die Einrichtung sich infolge Ansprechens auf leinen Fehlerstrom im Ausschaltzustand befindet, so erscheint die Anzeige  FI-Aus  im Fenster 60 (s. Fig. 2). Wird die Einrichtung dagegen von Hand, d. h. mittels der Ausschalttaste 43 ausgeschaltet, so erscheint die Anzeige  Aus  im Fenster 61.



   IDer Sperrarm 53 weist einen Ansatz 62 auf, auf welchen in einer später erläuterten Arbeitsphase eine Nase 63 eines   ISchliesshebels    64 drückt (s. Fig. 2), so dass der Sperrarm 53 gegen die Kraft   der Feder    57 nach links geschwenkt wird und der Haken 50 den Wippenarm 49 frei gibt. Die Feder 44 drückt dann die Taste 42 mit dem Stift 46 nach oben,   lbis    ein an letzterem angebrachter Anschlag 65 auf einen ortsfesten Anschlag 66 trifft.



  Da das Ende des Wippenarmes 51 vom Haken 52 festgehalten wird, verschwenkt sich dabei die Wippe 48 in die Lage von Fig. 2 und die Anzeige  FI-Aus  erscheint im Fenster 60.



   Die Ausschalttaste 43 befindet sich am oberen Ende eines Stiftes 67, dessen unteres Ende mit einer am Haken 52 vorgesehenen Auflauffläche 168   zusammenarbei-    tet. Ein am Stift 67 angebrachter Anschlag 69 liegt nor   nialerweise    an einem ortsfesten Anschlag 70 an.   Drückt    man auf die   Ausschalttaste    43, so wird der Sperrarm 54 durch den Druck des Stiftes 67 auf die Auflauffläche 68 gegen die Kraft der Feder 57 nach rechts geschwenkt, so dass der Haken 52 den Wippenarm 51 frei gibt. Der Stift 46 wird dann, wie im früher betrachteten Fall durch die Feder 44 nach oben gedrückt, wobei sich aber die Wippe 48 im umgekehrten Sinne verschwenkt und die Anzeige  Aus  im Fenster 61 erscheint.



   Im unteren Ende des Stiftes 46 ist eine Öffnung 71 vorgesehen, durch welche eine Blattfeder 72 hindurchgeht, die den Kontakt 41' trägt und denselben   normale    weise mit dem Kontakt 41" in Berührung hält. Wenn der Stift 46 sich nach oben bewegt, so wird die   Blaftfe    der 72 durch den unteren, als Mitnehmer dienenden Rand 73 der Öffnung 71 nach oben mitgenommen und das Kontaktpaar 41', 41" geöffnet, d. h. !der   Speisestromkreis    des NF-Generators 6a unterbrochen, Es ist klar, dass auch irgend ein am Stift 46 vorgesehener Ansatz oder dgl. als   Mitnehener    für die Blattfeder 72 dienen könnte.



   Wenn man auf die in Ausschaltlage befindliche Einschalttaste 42 drückt, so trifft entweder der Wippenarm 51 auf die Auflauffläche 68 des Hakens 52, oder der Wippenarm 49 auf eine am Haken 50 vorgesehene Auflauffläche 74, so dass der betreffende Sperrarm 54 bzw.



  53 nach aussen geschwenkt wird und die Wippe 48 in  ihre normale, horizontale Sperrlage nach Fig. 1 zurück kehrt.



   Die Schaltstange 18a steht wie im Hauptpatent unter dem Einfluss einer Druckfeder 19a, die bestrebt ist, sie in die Öffnungslage, d. h. in der Zeichnung nach rechts zu verschieben. Die Schaltstange 18a weist ferner wieder einen Anschlag 17a auf, der aber nicht mit dem unteren Ende der Auslösestange 16a, sondern mit einem an letzteren vorgesehenen Anschlag 75 zusammenarbeitet. Die obere Fläche des Anschlages 17a hat normalerweise von der unteren Fläche des Anschlages 75 den mit  a  bezeichneten Abstand. Ferner ist im Zuge der Schaltstange 18a eine Druckfeder 76 enthalten, die im   normalen    Schliesszustand nach Fig. 1 zusammengedrückt ist.

  Die Druckfeder 76 soll lediglich bewirken, dass wenn die Schaltstange 18a nach links bewegt wird, sie in eine Ver   schliesslage    kommt, in welcher der Schalter   8'bereits    geschlossen ist, und dann noch weiter nach links bewegt werden kann, um die normale Schliesslage zu erreichen.



  Derselbe Effekt kann auch dadurch erzielt werden, dass man die Schaltkontakte des Schalters 8 federnd ausbildet oder vorsieht, dass sie nach Schliessung des Stromkreises noch ein   Sbück    weit aufeinander gleiten können.



  Das rechte Ende 77 der Schaltstange 18a ist nicht mit einem von Hand zu betätigenden Einschaltknopf versehen, wie im Hauptpatent, sondern leicht abgerundet, um auf einem gegenüberliegenden Teil des Schliesshebels 64 gleiten zu können, wenn letzterer zum Schliessen des Schalters 8 auf dieses Ende 77 drückt.



   Der Schliesshebel 64 weist einen Ansatz 79 auf, der mit einem Langloch 80 versehen ist, durch welches ein Führungszapfen 81   hindurchgreift.    Eine Druckfeder 82 drückt auf den Schliesshebel 64, so dass er in der Normallage am Zapfen 81 und an einem ortsfesten Anschlag 83 anliegt.



   Zur Betätigung des Schliesshebels 64 ist ein Bimetallstab 84 vorgesehen, dessen eines Ende 85 eingespannt ist und dessen anderes, freies Ende dem Ansatz 79   gegenüber    steht. Der Bimetallstab 84 ist von einer   Heizwicklung    86 umgeben, die über ein normalerweise offenes Hilfskontaktpaar 87', 87" mit dem Eingang des NF-Generators 6a parallel geschaltet ist. Wenn das Kon taktpaar 41', 41" und das Hilfskontaktpaar 87', 87" geschlossen sind (s. Fig. 3), fliesst ein Strom durch die Heizwicklung 86, so dass der Bimetallstab 84 sich biegt und sein freies Ende auf den Ansatz 79 trifft.



   Am Bimetallstab 84 ist ein Anschlag 88 angebracht, der mit einem Anschlag 89 zusammenarbeitet, welcher an einem Ende eines   Hilfshubels    90 angebracht ist.   Arn    anderen Ende des Hilfshebels 90 ist ein Langloch 91 vorgesehen, durch den ein ortsfester Führungszapfen 92 hindurchgreift. Der Hilfshebel 90 hat einen Ansatz 93, der eine Öffnung 94 aufweist, durch welche das freie Ende einer anderenends eingespannten Blattfeder 95 hindurchgeht, welche den Kontakt 87' trägt und denselben mit seinerm Rande 96 normalerweise in einem Abstand b vom ortsfesten Kontakt 87" hält, wobei die   Beziehung a  >  bgilt. Eine geneigte Zugfeder 97a zieht    den Hilfshebel 90 nach rechts, so dass der Zapfen 92 sich normalerweise am linken Ende des Langloches 91 befindet.

  Die Feder 97a ist dabei bestrebt, den Hilfshebel 90 im Gegenuhrzeigerdrehsinne zu verdrehen, was aber normalerweise durch die Auslösestange 16a verhindert wird, die ein auf den Hilfshebel   o0    drückendes, unteres Ende 97 aufweist.



   Die Auslösestange 16a weist etwas oberhalb ihres unteren Endes 97 einen Ansatz 98 auf, der mit der Nase
63 des Schliesshebels 64 zusammenarbeitet und demsel ben normalerweise etwas näher liegt als der Ansatz 62 des Sperrarmes 53.



   Zum Verständnis der nachstehend beschriebenen
Arbeitsweise der dargestellten Einrichtung ist noch zu   erwähnen, dass    der NF-Generator 6a einen Netzan schlussteil 99 umfasst, der nicht dargestellte Kondensatoren aufweist, die entweder zu einem Gleichrichter gehören, der einen ankommenden 50   Hz-Wechselstrom    in Gleichstrom umwandelt, oder die unmittelbar vom ankommenden Gleichstrom geladen werden. Dies hat   ZUI    Folge, dass der NF-Generator 6a bei Ausbleiben der Netzspannung nicht sofort aufhört, die Primärwicklung 3 mit dem   NFiStrom    zu speisen, dessen Stärke dann allerdings sehr rasch abklingt.



   Im Normalzustand sind die durch die Steuerwicklungen 5 fliessenden Ströme entgegengesetzt gleich, so dass der Magnetkern 2 von denselben nicht magnetisiert wird. Der NF-Generator 6a, der über die Leiter 10 und das geschlossene Kontaktpaar 41', 41" an die Netzklemmen A, B angeschlossen ist, liefert der Primärwicklung 3 einen Strom, welcher in der Sekundärwicklung eine    1000-Hz 'Spannung    induziert. Infolgedessen fliesst in der Spule 13 des Auslösers 12 dauernd ein Ruhestrom, welcher die Auslösestange 16a gegen die Kraft der Feder 15 in der Schliesslage hält, in welcher der Anschlag 75 den Anschlag 17a hintergreift und dadurch über die   Sohalt-    stange 18a den Schalter 8 geschlossen hält, wobei ausserdem das Stangenende 97 den Hilfshebel 90 so hält, dass das Hilfskontaktpaar 87', 87" offen und somit die Heizwicklung 86 nicht erregt ist.



   Tritt nun plötzlich oder allmählich ein Fehlerstrom auf, so wird wegen der rechteckigen Hysteresisschleife des Materiales des Magnetkerns 2 des Stromwandlers schon bei einer sehr geringen vektoriellen Differenz der durch die beiden Steuerwicklungen 5 fliessenden Ströme dieses Material gesättigt, so dass in der Sekundärwicklung 4 keine genügende Spannung mehr induziert wird, um im Auslöser 12 den Tauchkern 14 gegen die Kraft der Feder 15 in der Eintauchlage festzuhalten. Die Auslösestange 16a wird von letzterer um mehr als a nach oben bewegt, bis ein an ihr vorgesehener Anschlag 100 auf einen ortsfesten Anschlag 101 trifft (s. Fig. 2). Dabei gleitet der Anschlag 75 vom Anschlag 17a ab, so dass die Feder 19a die Schaltstange 18a nach rechts schiebt und dadurch den Schalter 8 öffnet.



   Da das Auslösestangenende 97 nun nicht mehr auf den Hilfshebel 90 drückt, verschwenkt derselbe sich um den Zapfen 92 in die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Lage 90', was die Hilfskontakte 87' und 87" miteinander in Berührung bringt und die Erregung der Heizwicklung 86 zur Folge hat. Durch das Öffnen des Schalters 8 werden die Ströme in den Steuerwicklungen 5 zu Null, so dass der Magnetkern 2 nicht mehr gesättigt ist und die somit wieder erregte Spule 13 die Auslösestange 16a nach unten verschiebt, wobei aber ihr Anschlag 75 auf den Anschlag 17a trifft (s. Fig. 3), so dass das Ende 97 jetzt nicht mehr den in der Lage 90' befindlichen Hilfshebel 90 erreicht und das Hilfskontaktpaar 87', 87" geschlossen bleibt.

   Die erregte Heizwicklung 86 bewirkt nun, dass der Bimetallstab 84 sich   verbiegt    und sein   freies    es Ende den Ansatz 79 des   Sehtliesshebels    64 nach links drückt, dessen Nase 63 sich auf dem Ansatz 98 der Auslösestange 16a abstützt. Infolgedessen wird der Schliesshebel 64 um das Ende der Nase 63 geschwenkt, so dass sein Teil 78 auf das Ende 77 der Schaltstange 18a trifft und letztere nach links schiebt, bis sie die früher erwähn  te Verschliesslage erreicht, was z. B. nach etwa 1 bis 60 sec der Fall sein wird. In diesem Moment befindet sich der Anschlag 17a in der gestrichelt angedeuteten Lage 17a' von Fig. 3. Nun sind Fälle möglich, nämlidh: a) der Fehlerstrom ist von rasch vorübergehender Art, z.

  B. durch einen   Blitzsohlag    bedingt, oder b) Der Fehlerstrom ist bleibender Art, insbesondere durch einen   Isolationsschaden    bedingt.



   Im Falle a tritt beim  Verschliessen  des Schalters 8 kein Fehlerstrom mehr auf. Die Auslöserspule 13 bleibt erregt, so dass auch der Erregerkreis der Heizwicklung 86 geschlossen bleibt und der Bimetallstab 84 sich noch weiter verbiegt, so dass die Schaltstange 18a schliesslich in ihre normale Schliesslage verschoben und durch den Anschlag 75, der am Anschlag 17a vorbeigleitet in derselben verriegelt wird. Das Ende der Auslösestange 16a verschwenkt nun den Hilfshebel 90 nach unten und die Blattfeder 95 mit dem   Kontakt    87' wird durch den   Öff.   



  nungsrand 96 nach unten mitgenommen, so dass der Erregungskreis der Heizwicklung 86 unterbrochen   wird    Nach Abkühlung des   Bimetallstabes    84 ist dann der normale Betriebszustand nach Fig. 1 wieder erreicht, d. h.



  der kurzzeitige Fehlerstrom hat nur eine kurzzeitige Ausschaltung des Verbrauchers 9 bewirkt.



   Im Falle b tritt beim  Verschliessen  des Schalters 8 sofort wieder der Fehlerstrom auf, so dass die Auslöserspule 13 wieder   entregt -wird    und die Feder 15 die Auslösestange 16a nach oben in die in Fig. 2 gezeigte Lage drückt. Dabei gleitet die Nase 63 des Schliesshebels 64 vom Ansatz 98 der Auslösestange 16a ab und trifft infolge einer Verschwenkung des Schliesshebels 64 auf den Ansatz 62 des Sperrarmes 53. Bei der weiteren Verbiegung des Bimetallstabes 84 verschwenkt sich nun der Schliesshebel 64 nicht mehr um das Ende der Nase 63, sondern um sein auf dem Anschlag 83 liegendes Ende, wobei die Nase 63 über den   Ansatz    62 den Sperrhebel 53 nach links schwenkt.

  Infolgedessen gibt der Haken 50 den Wippenarm 49 frei, die Feder 44 drückt den Tastenstift 46 nach oben, wobei das Kontaktpaar 41', 41" geöffnet und die Wippe 48 so verschwenkt wird, dass die Anzeige  FI-Aus  im Fenster   60    erscheint. Der Verbraucher 9 ist nun definitif abgeschaltet und aus der Anzeige  FI-Aus  ergibt sich, dass nun zuerst die Ursache des Fehlerstromes zu beheben ist, bevor man ihn durch   Drücken    der Einschalttaste 42 wieder   einschal-    tet.



   Nachdem nun die Arbeitsweise der Einrichtung beim Auftreten eines kurzzeitigen oder vorübergehenden Fehlerstromes beschrieben worden ist, soll nun erläutert werden, wie sie sich bei Ausfall der Netzspannung verhält. Dabei sind ebenfalls zwei Fälle zu unterscheiden, nämlich: c) Die Netzspannung fällt nur kurze Zeit aus, z. B.



  etwa 0,2.bis 1 sec., indem das infolge einer Störung ausgeschaltete Netz automatisch wieder eingeschaltet wird; d) oder die Netzspannung fällt während längerer Zeit aus.



   Im Falle c wird der NF-Generator 6a durch die in seinem Netzteil 99   enthaltenen      Kondensatoren    noch so lange im Betrieb gehalten, dass die Auslöserspule 13 während des Ausfalls der Netzspannung noch genügend erregt bleibt, um die Auslösestange 16a in ihrer Normallage zu halten,   .d.    h. der Erregerstrom der Auslöserspule 13 fällt gar nicht aus. Die Einrichtung bleibt daher im Normalzustand und bei   Rückkehr    der Netzspannung erhöht sich lediglich der Erregerstrom der Auslöserspule
13 wieder auf seinen   Normalwert.   



   Im Falle d wird nach etwa 1 sec. der Erregerstrom der Auslösespule 13 zu klein, um die I(raft der Feder 15 zu überwinden, so dass die Auslösestange sich nach oben in ihre in Fig. 2 gezeigte Lage bewegt und die nicht mehr durch die Anschläge 75 und 17a in der Einschaltlage verriegelte Schaltstange 18a den Schalter 8 öffnet.



  Zugleich   kommt    der Hilfshebel 90 in seine Lage 90'.



  Kehrt dann nach   einer belièbigen    Zeit die Netzspannung zurück, so wird die Auslöserspule 13 wieder erregt und die Auslösestange 16a kommt in ihre in Fig. 3 gezeigte Lage. Da der Erregerstromkreis der Heizwicklung 86 über die Kontaktpaare 41', 41" und 87', 87" geschlossen ist, wird der Schalter 8 durch das Verbiegen des Bimetallstabes 84 wieder geschlossen, wie bei der Erläuterung des Falles a ausführlich gezeigt worden ist, so dass ebenfalls der normale   lEinschaltzustand    wieder erreicht wird.



   Die Anschläge 88 und 89 haben den Zweck, bei Aufwärtsbewegung der Auslösestange 16a ein Schliessen der Hilfskontakte 87', 87" nur dann zu gestatten, wenn der Bimetallstab 84 abgekühlt, also gerade ist. Ist der Bimetallstab 84 bei dem ein Öffnen des Schalters 8 er   forderi4.ch    machenden Stromausfall in der Auslöserspule 13 infolge eines vorangehenden Einschaltvorganges noch heiss und   gakrümmt,    dann befindet sich der Anschlag 88 in der in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Lage 88' über dem Anschlag 89 und verhindert dadurch eine Verschwenkung des Hilfshebels 90 in seine Lage 90', in welcher das   Hilfskontalctpaar    87', 87" geschlossen ist.



  Es wird dadurch vermieden, dass der Bimetallstab 84 nach einem Einschaltvorgang überhaupt nicht mehr seine normale, gerade Form annimmt,   etwas    zur Folge hätte, dass die durch die Aufwärtsbewegung der Auslösestange 16a entriegelte Schaltstange 18a den Schalter 8 nicht öffnen könnte, weil ihr Ende 77 auf den in der Stellung von Fig. 3 befindlichen, durch den Bimetallstab 84 dauernd abgestützten Schliesshebel 64 treffen würde. Wenn das Schaltstangenende 77 bei der Ausschaltbewegung nun tatsächlich einmal auf den Schliesshebel 64 trifft, so wird letzterer nur während der sehr kurzen Abkühlzeit des   Bimetalistabes    84 von demselben abgestützt, so dass die Ausschaltung stattfinden kann.

  Wenn der Anschlag   88-den    Anschlag 89 freigegeben hat und der Hilfshebel 90 sich in seiner Lage 90' befindet, dann trifft beim Krümmen des Bimetallstabes 84 der Anschlag 88 seitlich auf den Anschlag 89, was lediglich eine   Verschie-    bung des Hilfshebels 90 auf dem Führungszapfen 92 zur Folge hat (s. Fig. 2 und 3) ohne das   Hilfskontalçtpaar    87', 87" zu öffnen.



   Zur gegenseitigen - Verriegelung der Auslösestange 16a und der Schaltstange 18a in den beiden in Fig. 1 bzw. Fig. 3 gezeigten Lagen, können auch andere Verriegelungsmechanismen als die gezeigten   Ansohläge    75 und 17a vorgesehen werden, insbesondere solche, welche die Auslösestange 16a teilweise vom Druck der Feder 19a entlasten, um die Reibung dieser Stange in ihren Führungen zu   vermindern.    Dies kann z. B. in nicht näher dargestellter Weise dadurch erreicht werden, dass man zwischen zwei an den Stangen 16a und 18a   ange.     



  brachten Organen einen ungleicharmigen, um einen orts festen Zapfen schwenkbaren Hebel versieht. Es wird be sonders darauf hingewiesen, dass nicht nur, wie im Hauptpatent eine Verriegelungslage der Schaltstange 18a mit der Auslösestange 16a vorgesehen ist (s. Fig. 1).



  sondern auch eine Verriegelungslage der Auslösestange 16a mit der Schaltstange 18a (s. Fig. 3).



   Die dargestellten, hauptsächlich aus dem Bimetallstab 84, der Heizwicklung   86    und dem   Schliesshebel    64 bestehenden Schliessvorrichtung kann ebenfalls durch andersartige, aber elektrisch betätigbare   Schliessvorrichs    tungen ersetzt werden. So kann man z. B. eine wie die Heizwicklung 86 geschaltete Heizwicklung nicht auf einem Bimetallstab, sondern im Inneren eines geschlossenen Federbalges anordnen, der ein Medium, z.



  Luft, enthält, dessen Volumen von seiner Temperatur abhängt. Die Erregung der Heizwicklung hat dann eine Ausdehnung des Federbalges zur Folge, der so   angeord    net werden kann, dass er dann auf den Ansatz 79 des Schliesshebels 64 drückt.



   Man kann auch anstelle der Elemente 84 und 86 einen kleinen Elektromotor vorsehen, der über eine Magnetkupplung oder eine   Kiinkenradkupplung    auf den Schliesshebel 64 einwirkt, so dass beim Ausschalten des Elektromotors   durch    Öffnen der Hilfskontakte 87' und 87" auch die Kupplung gelöst und der Normalzustand wiederhergestellt werden kann.



   Prinzipiell kann man auch eine starke Magnetspule benützen, die auf einen mit dem Schliesshebel 64 verbundenen Anker wirken lässt. Eine solche Lösung ist aber unzweckmässig, da platzraubend und teuer.



  Schliessvorrichtungen, welche die zum Verschieben der Schaltstange   18a    erforderliche Arbeit in einem relativ grossen Zeitintervall von etwa 1 bis 60 sec. leisten, können viel kleiner und billiger hergestellt werden, als sol che, welche diese Arbeit schlagartig leisten,   wie    Magnet.



  spulen. 

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Einrichtung nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1 des Hauptpatentes, bei welcher der Auslöser (12) eine von der Sekundärwicklung (4) des Stromwandlers (1) gesteuerte Spule (13) aufweist, durch deren Erregung eine auf das Schaltschloss (11) einwirkende Auslösestange (16) gegen die Kraft einer Feder (15) bewegt wird, und bei welcher das Schaltschloss über eine durch eine Feder (19) belastete, mit der Auslösestange verriegelte Schaltstange -(18) mit dem Schalter (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sohaltschloss (lla) eine elektrisch betätigbare Schliessvorrichtung (84, 86, 64) aufweist, deren Erregerstromkreis zwei in Serie geschaltete Kontaktpaare (41', 41";
    87', 87") enthält, von denen das erste, im Ein-Zustand der Einrichtung geschlossene Hauptkontaktpaar (41', 41") auch im Speisestromkreis des NF-Generators (6a) liegt und von Hand betätigbar ist, während das zweite, sowohl im Ein-Zustand als auch im definitiven Aus-Zustand offene Hilfskontaktpaar (87', 87") infolge einer Verriegelung der Auslösestange (16a) mit der Schaltstange (18a) geschlossen wird, wenn der Erregerstrom der Auslösespule (13) infolge des Auftretens eines Fehlerstromes oder des Ausbleilbens der Netzspannung ausfällt und somit der Schalter (8) durch die Schaltstange (18a) geöffnet wird,
    so dass dann die Schliessvorrichtung bei der Öffnung des Schalters (8) oder bei einer Rückkehr der Netzspannung über die beiden geschlossenen Kontaktpaare erregt wird, und die Schaltstange (18a) zunächst in eine Verschliesslage zurückschiebt, in welcher der Schalter (8) bereits geschlossen ist, worauf im Falle (b) eines weiterbestehenden Fehlerstromes durch ein erneutes Ausfallen des Erregerstromes der Auslösespule (13) der Schalter (8) unter Öffnung der genannten Hauptkontakte (41', 41") definitiv ausgeschaltet wird, während im Falle (a) eines Nichtmehrbestehens des Fehlerstromes oder im Falle (c) einer Rückkehr der Netzspannung die Schaltstange durch die Schliessvorrichtung in ihre Ein-Stellung weitergeschoben wird.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung (84, 86, 64) eine Heizwidklung (86) für ein Bimetallelement (84) aufweist, das, wenn die Auslösespule (13) erregt ist, bei seiner durch Aufheizung bewirkte Deformation aul einen Schliesshebel (64) trifft, der sich infolgedessen unter Abstützung auf die Auslösestange (16a) verschwenkt und die Schaltstange (18a) im Schliessungssinne verschiebt.
    2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessvorrichtung die zum Verschieben der Schaltstange (16a) erforderliche Arbeit in einem Zeitinterwall von etwa 1 bis 60 sec. leistet.
    3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontakt (87') des Hilfskontakt- paares (87', 87") mittels eines federbelasteten Hilfshebels (90) bewegt wird, der im Ruhezustand an einem freien Ende der Auslösestange (16a) anliegt.
    4. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliesshebel (64) eine Nase (63) aufweist, die, wenn die Auslöserspule (13) erregt ist, infolge der Deformation des Bimetallelementes (84) auf einen seitlichen Ansatz (98) der Auslösestange (16a), bei Nichterregung der Auslöserspule dagegen auf ein Sperrorgan (53) trifft und dadurch ein Öffnen des Hauptkontaktpaares (41', 41") auslöst.
    -5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontakt (41') des Hauptkontaktpaares (41', 41") mittels eines Stiftes (46) bewegbar ist, der mit einer federbelasteten, zum Einschalten von Hand dienenden Drucktaste (42) versehen ist und an dem eine Sperrwippe (48) angelenkt ist, die im Ruhezustand durch das genannte Sperrorgan (53) und durch ein demselben gegenüber liegendes, mittels einer Ausschaltdrucktaste (43) lösbares Sperrorgan (54) festgehalten wird, sodass durch Drücken der Einschalttaste (42) die Feder (44) gespannt und das Hauptkontnktpaar (41', 41") geschlossen wird.
    6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sperrorgane als schwenk- bare Sperrarme (53, 54) ausgebildet sind, die durch eine Zugfeder (57) aufeinander hin gezogen werden und mit die Arme (49, 51) der Sperrwippe (48) umgreifenden Haken (50, 52) versehen sind.
    7. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrwippenarime 1(49, 51) mit Anzeigen FI-Aus bzw. Aus versehen sind, von denen die eine oder die andere unter Verschwenkung der Sperrwippe (48) in einem ihr zugeordneten Fenster (60, 61) sichtbar wind, wenn das eine, bzw. das andere Sperrorgan 1(53, 54) infolge eines dauernden Fohlerstromes, bzw. infolge Drücken der Ausschalttaste (43) den betreffenden Sperrwippenarm freigegeben hat.
    8. Einrichtung nach den Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetallelement i(84) und der Hilfshebel (90) mit Anschlägen (88 bzw. 89) versehen sind, die bei im Ruhezustand befindlichen Hilfshebel eine Verschwenkung desselben, und damit ein Schliessen des Hilfskontaktpaares (87, 87") verhindern, falls das Bimetalleiement heiss ist.
    9. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der NF-iGenerator ;(6a) einen Netzanschlussteil (99) aufweist, der mit Kondensatoren versehen ist, die so viel elektrische Energie speichern, um bei Ausfall der Netzspannung noch während ca. 1 sec. einen zur Verhinderung des Abfallens der Auslösestange (16a) genügenden Ruhestrom in der Auslöserspule (13) auf rechtzuerhalten.
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