DE604461C - UEberstromselbstschalter fuer Drehstromnetze mit Nulleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromselbstschalter für Drehstromnetze mit Nulleiter. Bei derartigen Schaltern soll, wenn der Nulleiter von einem Strom unzulässiger Stärke durchflossen wird, Auslösung erfolgen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist es bekannt, eine Schmelzsicherung im Zug des Nulleiters vorzusehen und parallel zu ihr einen elektromagnetischen Auslöser zu schalten. Beim Abschmelzen der Sicherung wird bei dieser Einrichtung die Wicklung des elektromagnetischen Auslösers, die vorerst nur von einem Bruchteil des Nullleiterstromes durchflossen war, durch den vollen Nulleiterstrom so stark erregt, daß sie den Anker anzieht und hierdurch den Schalter zum Ansprechen bringt. Diese bekannte elektromagnetische Auslösung hat vor allem den Nachteil, daß nach jedem Auslösevorgang die Schmelzsicherung erneuert werden muß.

Die Auslösung durch den Nulleiterauslöser soll verzögert erfolgen. Es ist offenbar naheliegend, die Forderung der verzögerten Auslösung durch Anwendung eines thermischen Auslösers als Nulleiterauslöser erfüllen zu wollen.

Hierbei muß man jedoch eine Reihe von Gesichtspunkten berücksichtigen. Angenommen, die Phasenleiter des Netzes seien derart bemessen, daß die Überstromauslöser der Phasenleiter für einen Nennstrom von 60 Amp. gewählt werden können, dann wird man als thermischen Nulleiterauslöser einen Auslöser mit einer Nennstromstärke von etwa 15 bis 20 Amp. vorsehen, da die Nennstrom- bzw. Auslösestromstärke des Nulleiterauslösers nur einen Bruchteil derjenigen der Auslöser in den Phasenleitern betragen muß. Diese Bemessung ergibt sich daraus, daß der Nulleiterauslöser bei einer einseitigen Belastung verhindern soll, daß infolge seines Widerstandes in dem Nulleiter eine zu große Spannungsdifferenz auftritt. Denn die am Nulleiter genullten Körper nehmen dessen Spannung gegen Erde an, was eine erhebliche Gefährdung von Betriebspersonen verursacht, wenn die Spannung des Nulleiters gegen Erde zu hoch wird. Sofern man sich allerdings dazu entschließen würde, den Querschnitt des Nulleiters groß zu wählen, könnte man hierdurch das Auftreten einer gefährlichen Berührungsspannung verhüten, und es würde sich das Vorsehen einer Nulleiterauslösung erübrigen. Allein dieser Weg ist wegen des hohen Kupferaufwandes, der mit ihm verbunden ist, unzweckmäßig. Wenn auf der Strecke zwischen einem Phasenleiter und dem Nulleiter ein unmittelbarer Kurzschluß entsteht, so kann es bei hohen Leitungswiderständen vorkommen, daß der Kurzschlußstrom nicht genügend stark anwächst, um den Überstromauslöser des betreffenden Phasenleiters zum Ansprechen zu bringen. Dies ist der zweite Grund, der dazu nötigt, thermische Nullleiterauslöser zu wählen, die einen kleineren Nenn- bzw. Auslösestrom haben als die Phasenauslöser des Schalters. Um die Wirkung des thermischen Auslösers, etwa eines Bimetallstreifens, von der Raumtemperatur möglichst unabhängig zu machen, muß dieser bei verhältnismäßig hoher Temperatur arbeiten, und bei den verhältnismäßig geringen Stromstärken, die

in Betracht kommen, muß man zu diesem Zweckseinen Querschnitt klein bemessen. Dementsprechend sind die mechanischen Kräfte, die der thermische Auslöser auszuüben vermag, nur gering. Man läßt ihn daher nicht unmittelbar auf das Schalterschloß einwirken, sondern schaltet zwischen den thermischen Auslöser und das Schloß einen Kraftspeicher, etwa einen Totpunktkraftspeicher. Dessen frei werdende ίο Kraft öffnet im Falle des Auftretens eines Überstromes im Nulleiter das Schalterschloß.

Die Gefahr, welche die Anwendung der üblichen Anordnung, bestehend aus thermischem Auslöser und Kraftspeicher als Nulleiterauslöser, in sich birgt, wurde bisher noch nicht erkannt. Es kann vorkommen, daß der Kraftspeicher aus irgendeinem Grunde nicht anspricht, der thermische Auslöser zu glühen beginnt und schließlich abschmilzt und auf diese Weisenur den Nulleiter unterbricht. Dannnimmt das abgetrennte Nulleiterende sofort eine hohe Spannung an, die den Maßen aller genullten Geräte aufgedrückt wird. Das Ansteigen der Spannung im abgetrennten Nulleiterende bedeutet demnach das Entstehen einer äußerst gefährlichen Berührungsspannung.

Um diese Gefahr zu beseitigen, sollen erfindungsgemäß Überstromselbstschalter für Drehstromnetze mit Nulleiter, die einen thermisch wirkenden Nulleiterauslöser enthalten, überdies mit einem auf das Schalterschloß einwirkenden elektromagnetischen Auslöser ausgestattet werden, der derart eingestellt ist, daß er erst dann anspricht, wenn die Stärke des den thermischen Auslöser beheizenden Strome, dessen Auslösestromstärke überschritten hat, d. h. also, wenn der thermische Auslöser versagt hat. Zweckmäßig benutzt man als thermischen Auslöser in an sich bekannter Weise einen Bimetallstreifen, der im Zug des Nulleiters liegt, und schaltet zu diesem die Erregerspule des elektromagnetischen Auslösers parallel. Manerhält dann einen Nulleiterauslöser, der dem vorbekannten elektromagnetischen Nulleiterauslöser mit Schmelzsicherung äußerlich ähnlich ist, dessen Wesen aber von ihm offenbar völlig abweicht. Bei der vorbekannten Einrichtung dient die Schmelzsicherung nicht als Auslöser, und es erfolgt stets die Auslösung elektromagnetisch, wogegen beim Erfindungsgegenstand, sofern nicht ein Versagen des thermisch wirkenden Mechanismus vorliegt, dieser auslöst und nur beim Versagen desselben der elektromagnetische Auslöser als Notbehelf in Funktion tritt. Es ist zweckmäßig, den elektromagnetischen Auslöser unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Kraftspeichers auf das Schalterschloß einwirken zu lassen, wogegen der thermische Auslöser in an sich bekannter Weise über einen Kraftspeicher auf das Schalterschloß einwirken soll.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. In den Phasenleitern R, S, T liegen die Auslöser r, s, t, und im Nulleiter O Hegt der thermische Aus- 65 löser 0. Die Schaltmesser 1, 2, 3, 4 sind unter dem Einfluß der Kraft der Zugfeder 5 bestrebt, sich von ihren ortsfesten Gegenkontaktstücken abzuheben, können dies jedoch nicht, solange sich "die Schaltstange 7, die an dem zweiseitigen 7° Hebel 6 angelenkt ist, auf der das Schalterschloß bildenden Griffklinke 8 abstützt. Beim Auftreten eines Überstromes im Nulleiter O verschiebt der thermische Auslöser 0 mit Hilfe eines nicht eingezeichneten Kraftspeichers die 75 Griffklinke 8 im Sinne des Uhrzeigers, wodurch der Schalter anspricht. Parallel zum thermischen Auslöser 0' ist die Erregerspule eines elektromagnetischen Auslösers 9 geschaltet, dessen Anker unmittelbar auf die Griffklinke 8 80 einwirkt. Der Auslöser 9 ist so eingestellt, daß er erst dann anspricht, wenn die Stärke des den thermischen Auslöser 0 beheizenden Stromes dessen Auslösestromstärke überschritten hat. Erfindungsgemäß soll der elektromagnetische 85 Auslöser als Nennstromregler für den thermischen Auslöser ausgebildet sein, wie man dies bereits bei Auslöseeinrichtungen von Phasenleitern gemacht hat. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch 90 Drehung der Stellschraube 10 die Lage des Tauchkems des Auslösers 9 geändert und infolgedessen seine Drosselwirkung. Wird die Drosselwirkung vermindert, so nimmt die Erregerwicklung des Auslösers 9 mehr Strom auf, 95 der Bimetallauslöser 0 wird von einem geringeren Teil des Gesamtstromes durchflossen und löst daher erst bei einem höheren Gesamtstrom aus. Umgekehrt löst der thermische Auslöser 0 schon bei einem geringeren Gesamtstrom aus, wenn 100 die Drosselwirkung des Auslösers 9 vergrößert wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Überstromselbstschalter für Drehstromnetze mit Nulleiter, der einen thermisch "wirkenden Nulleiterauslöser enthält, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem thermisch wirkenden Nulleiterauslöser ein vom Nulleiterstrom erregter elektromagnetischer Auslöser auf das Schalterschloß einwirkt, der nur dann anspricht, wenn der thermische Auslöser versagt, und der dann durch .sein Ansprechen eine aüpolige Unterbrechung bewirkt.

2. Überstromselbstschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule des elektromagnetischen Auslösers parallel zu einem im Zuge des Nullleiters liegenden, als thermischer Auslöser dienenden Bimetallstreifen geschaltet ist.

3. Überstromselbstschalter nach An-

Spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Auslöser über einen Kraftspeicher, der elektromagnetische Auslöser hingegen unmittelbar auf das Schalterschloß einwirkt.

4. Überstromselbstschalter nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Auslös er als Nennstromregler für den thermischen Auslöser ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen