DE390280C - Selektivrelais zum Schutze elektrischer Leitungen - Google Patents

Description

Der Überstromschutz elektrischer Leitungsnetze erfolgt nach drei Gesichtspunkten: durch stromabhängige und spannungsabhängige Überstromrelais sowie durch Stromrichtungsrelais. Die spannungsabhängigen Relais ergeben eine Staffelung der Auslösezeiten in Abhängigkeit von ihrer Lage zwischen Zentrale und Fehlerstelle, da beim Kurzschluß einer Leitung die Spannung zwischen der Kurzschlußstelle und der Zentrale von einem kleinsten bis zu einem größten Wert wächst. Da der Spannungsabfall aber auch von ler Größe des Kurzsctilußstromes abhängig ist, so sind diese Relais gleichzeitig stromabhängig, was oft unerwünscht ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Relais, Jessen Auslösezeit allein von der Entfernung von der Fehlerstelle abhängig ist, ohne Rücksicht auf die Höhe des Kurzschkrßstromes oder

ao die Zentralenleistung, das also so beschaffen ist, daß mit absoluter Sicherheit das dem Fehlerpunkte am nächsten liegende Relais zuerst abläuft. Um dies zu erreichen, benutzt man eine Anordnung, bei der ein stromabhän-

a5 giges und ein spannungsabhänigiges Relais auf eine einzige Kontaktvorrichtung einwirken und bei der die Abhängigkeit der Geschwindigkeit des stromabhängigen Relais von der Stromstärke einerseits und des Ausschlages des spannungsabhängigen Relais von der Spannung anderseits durch das gleiche Gesetz ausgedrückt wird. Beide Relais müssen also z. B. quadratischen oder beide müssen linearen Charakter haben.

Als stromabhängiges Relais kann im übrigen jedes beliebige Relais verwendet werden, dessen Auslösezeit in irgendeiner Abhängigkeit von der Stromstärke steht. Seine Kontakthälfte wird also mit einer für jeden Wert des Überstromes veränderlichen Geschwindigkeit bewegt. Das spannungsabhangige Relais hingegen ist ähnlich einem Voltmeter ausgebildet, d.h. jedem Werte der Spannung entspricht eine bestimmte Lage der zugehörigen Kontakthälfte. Während also bei dem stromabhängigen Relais die Geschwindigkeit, mit der die Kontakthälfte bewegt wird, eine bestimmte Funktion des Stromes ist, ist bei dem spannungsabhängigen Relais die Länge des Weges, um die die Kontakthälfte verdreht wird, eine. Funktion der anliegenden Spannung. Die Anordnung ist so getroffen, daß erst in dem Augenblick, in dem ein Überstrom von bestimmter einstellbarer Größe auftritt, in beiden Relais ein Drehmoment erzeugt wird. Im Ruhezustand entspricht also das· Stromrelais einem abgeschalteten Motor, das Spannungsrelais einem spannungslosen Voltmeter.

Tritt ein Überstrom auf, so setzt er das stromabhängige Relais in Bewegung und verdreht gleichzeitig das spannungsabhängige Relais in dem Sinne, daß der Abstand der beiden Kontakthälften der bisher ein Mindestmaß betrug, nunmehr einen Wert annimmt, der in irgendeiner Beziehung zur Spannung steht. Diesen Abstand durchläuft die Kontakthälfte des stromabhängigen Relais mit einer Geschwindigkeit, die durch die Höhe des Stromes bestimmt ist. In dem Augenblick, in dem beide Kontakthälften sich .berühren, wird der zugehörige ölschalter ausgelöst.

Denkt man sich nun zwischen einer Zentrale und einem Kurzschlußpunkt ein Relais, so wird in diesem der Kurzschlußstrom fließen,

*) Von dem Patentsucher ist als Erfinder angegeben worden:

Josef Biermanns in Berlin-Karlshorst.

und es wird eine Spannung vorhanden sein, die gleich dem Produkt aus Kurzschlußstrom und Leitungswiderstamd zwischen Relais und Fehlerstelle ist, vorausgesetzt, daß der Kurz-Schluß durch metallische Berührung zweier Leiter entstanden ist und die Spannung dort gleich Null ist. Wenn bei gleicher Lage der drei Punkte, Zentrale, Relais und Fehlerstelle, die Leistung der auf die kurzgeschlossene Leitung arbeitenden Maschinen größer geworden ist, so wird der Kurzschluß strom, aber auch die am Relais herrschende Spannung höhere Werte annehmen. Das spannungsabhängige Relais stellt dann einen größeren Kontaktabstand ein, das stromabhänigige läßt seine Kontakthälfte diesen Abstand mit größerer Geschwindigkeit durchlaufen. Die Zeit von dem ■Ansprechen des Relais bis zur Berührung der Kontakte wird hierbei die gleiche bleiben, sofern erfindungsgemäß die beiden Relais die gleiche Charakteristik haben, so daß eine veränderte Zentralenleistung keinen Einfluß auf die Auslösezeit des Ölschalters ausübt.
Da aus bekannten Gründen für Relais ebenso wie für Meßinstrumente allgemein eine lineare Charakteristik erwünscht ist, so wird man zweckmäßig beiden Relais eine lineare Charakteristik geben.

Zur Erläuterung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der> Erfindung dargestellt. α ist ein Überstromzeitrelais mit linearem Charakter, bestehend aus einem Ferrarismotor, wie er beispielsweise in der Patentschrift 316599 und in der Patentschrift 327631 beschrieben ist. Die von diesem Relais bewegte Kontakthälfte b steht im Ruhezustand der anderen Hälfte c gegenüber, die von der Ferrarisscheibe ei unter dem Einfluß der Spannung gegen die Wirkung einer Spiralfeder e bewegt wird. Dadurch, daß die Eisenkerne beider Relais gleich bemessen sind und die gleichen hüntereinandergeschalteten Stromwicklungen tragen, und' ferner dadurch, daß die äußeren Schenkel beider Relais nur schwach gesättigt sind, wird erreicht, daß beide Relais die gleiche Charakteristik besitzen.

Tritt ein Überstrom auf, so bewirkt er, daß das Schlußstück h des Relais α angezogen wird und durch die Kontakte k, i die Wicklungen der äußeren Schenkel beider Relais mit Strom beschickt werden und beide Relais sich in Bewegung setzen. Das spannungsabhängige Relais ist als Wattrelais ausgebildet, so daß sich die Richtung seines Drehmoments mit der Stromrichtung ändert. Der Kontakte wird also nur bei einer bestimmten Stromrichtung im Pfeilsinine gedreht. Bei entgegengesetzt fließendem Strom verhindert ein Anschlag/^ daß er gegen den Kontakt b bewegt wird. Die Kupplung zwischen der Scheibe d und dem den Kontakt c tragenden Hebel ist so ausgebildet, daß die Scheibe sich drehen kann, auch wenn c durch den Anschlag festgehalten wird. Dadurch wird eine nicht gezeidhnete Sperrung des Relais α betätigt und eine Kontaktgebung verhindert. Das Spannungsrelais dient also gleichzeitig als Stromrichtungsrelais insofern, als es ein Auslösen des Ölschalters nur damm bewirkt, wenn der Strom eine ganz bestimmte Richtung hat, wenn nämlich der Strom von der zu schützenden Station wegfließt.

Die Berührung von b und c bewirkt die Auslösung in irgendeiner bekannten Weise, z. B. wird der Strom einer besonderen Stromquelle m über die Auslösespule Z geschlossen. Die Spannungsspulen des Wattrelais können nach Belieben parallel- oder hinteremandergeschaltet werden zu dem Zwecke, dem Relais verschiedene Empfindlichkeiten zu geben.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Selektivrelais - zum Schütze elektrischer Leitungen, bei dem ein stromabhängiges und ein spannungsabhärigiges Relais auf eine einzige Kontaktvorrichtung einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit der Geschwindigkeit des stromabhängigen Relais von der Stromstärke einerseits und des Ausschlages des spannungsabhängigen Relais von der Spannung anderseits durch dasselbe Gesetz ausgedrückt wird.

2. Selektivrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabhängige Relais seine Kontakthälfte mit einer mit dem Strom wachsenden Geschwindigkeit bewegt, während das spannungsabhängige Relais seine Kontakthälfte bei einer bestimmten Stromrichtung um einen mit der Spannung wachsenden Betrag verstellt, bei entgegengesetzter Stromrichtung aber eine Sperrung der ganzen Anordnung bewirkt und dadurch eine Kontaktgebung verhindert.

3. Selektivrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des spannungsabhängigen Relais in an sich bekannter Weise erst nach dem Ansprechen des Stromrelais erfolgt.

4. Selektivrelais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspulen des spannungsabhängigen Relais für verschiedene Empfindlichkeiten umschaltbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.