DE896519C

DE896519C - Selbsttaetige Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE896519C
Application number: DEA10642D
Authority: DE
Inventors: Vitaly Dipl-Ing Grosse
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-05-29
Filing date: 1938-05-29
Publication date: 1953-11-12

Description

Selbsttätige Schaltvorrichtung Die Erfindung betrifft Schaltvorrichtungen, insbesondere für Hochspannung, deren Aufgabe es ist, bei Auftreten eines Überstromes in der kontrollierten. Leitung diese selbsttätig abzuschalten:. Hierfür ist es bekannt, Schmelzsicherungen zu verwenden, die innerhalb sehr kurzer Zeit nach dem Auftreten des Überstromes durchschmelzen. Die Kennlinien dieser Sicherungen sind sehr stark stromabhängig und lassen sich in nur geringem Maße durch die AusbildungderSicherung beeinflussen. Es ist ferner die Verwendung von Leistungsschaltern, die von Überstromrela,is kontrolliert werden, bekannt.
Erfindungsgemäß wird nun eine :Schaltvorrichtung, bestehend aus einer Löschvorrichtung für Überstrom und einem Antrieb, mit seinem Kleinmotor ausgestattet, der die Verzögerung der Schaltvorrichtung bewirkt, indem er den Antrieb steuert und zusammen: mit derLöschvorrichtung und diesem Antrieb auf Hochspannungspotential zu einer Einheit nach Art von Hochspannungssicherungen zusammengefaßt ist.
Eine derartige Vorrichtung vereinigt in sich die Torzüge der Sicherungen, d. h. ihre Einfachheit, Billigkeit und einfache Anbringung, mit der Möglichkeit, die Verzögerungszeiten, insbesondere die Abhängigkeit der Verzögerungszeit vom Strom, in gewünschter, von Überstromrelais her bekannter Weise einzustell"en. Derartige Schaltvorrichtungen besitzen ferner hohe Genauigkeit sowohl in bezug auf den Ansprechstrom wie auch in bezug auf die Zeit-Strom-Charakteristik. Sie lassen sich also innerhalb der Netze zum gestapelten Überstromschutz neben den Überstromrelais hinzuziehen. An Stelle der oder zusammen mit den Kleinmotoren können natürlich, vor allem wenn besondere Zeit-Strom-Kennlinien verlangt werden, auch mechanische oder thermische Verzögerungswerke Anwendung finden.
Zur Betätigung des Antriebes wird in der Regel eine vorgespannte Feder benutzt. Meist werden dabei Schraubenfedern, die auf Zug oder Druck beansprucht werden, verwendet. Es ist jedoch auch möglich, falls der -zurückgezogene Leiter biegsam ist und .aufgerollt werden kann, Uhrenfedern zu benutzen, die eine wesentliche Raumersparnis ergeben. Die Antriebsfeder ist bei geschlossener Schaltvorrichtung vorgespannt und gesperrt. Die Sperrung wird erfindungsgemäß durch den Kleinmotor nach einer bestimmten Laufdauer aufgehoben.
Anstatt der Feder kann auch ein Druckkolben als Antrieb dienen, dem der Druck durch die Explosion einer dosierten Explosivstoffmenge zugeleitet wird. Die Explosion wird entsprechend der Freigabe der Feder -durch den Motor nach einer bestimmten Verzögerungszeit bewirkt. Die Zündung des Explosivstoffes kann durch einen Stromstoß oder durch einen mechanischen Schlag erfolgen.. Besonders zweckmäßig ist es, am Motorjoch eine Sekundärspule anzuordnen; die die Zündung bewirkt. Der Zünddraht wird dann im Ruhestand. überbrückt und der Überbrückungsschalter vom Motor geöffnet. Es ist ferner möglich, den Stromkreis dauernd offen zu halten und durch den Motor zu schließen. Parallel zudem Kurzschlußschalter kann schließlich eine Funkenstrecke, insbesondere eine ins Glas eingeschmolzene Funkenstrecke von geringem Druck, parallel geschaltet werden, deren Überschlag bei extrem 'holen Überströmen eine unverzögerte Abschaltung bewirkt.
Die Einstellung des Überstromes für die verzögerte Auslösung kann in an sich bekannter Weise durch Anziehen eines Ankers erfolgen, der vorzugsweise magnetisch in Reihe mit .dem Motor liegt, der eine Festhaltevorrichtung am Motor aufhebt. Es .ist jedoch auch möglich, das Stillstandsdrehmoment des Motors, insbesondere bei kurzen Verzögerungen, bei denen ein Rücklauf bei Rückgang des Überstromes nicht erforderlich ist, selbst zur Einstellung des Ansprechstromes auszunutzen, indem die Bremsung des Motors kraftschlüssig vorgenommen wird. Bei seinem Ablauf läuft der Motor :in der Regel gegen eine Feder an, -die ihn nach Fortfall der- Erregung in die Anfangslage zurückbringt. Hierzu kann die Kraftspeicherfeder selbst benutzt werden.
Die Löschvorrichtung selbst kann in. verschiedener Weise ausgebildet werden. Sie kann z. B. als Isolierrohr mit gasabgebenden Wandungen ausgebildet sein, in .dem -der Lichtbogen gezogen wird und durch die von ihm selbst erzeugten Gase gelöscht wird. Die Löschvorrichtung kann ferner aus einem Rohr mit körnigem oder pulverigem Löschmittel bestehen, welches unter dem Einfluß des Lichtbogens zu einer Schmelzraupe zusammensintert.
Die metallische Verbindung innerhalb der Löschvorrichtung kann gleichfalls auf mehrere Arten bewerkstelligt werden. Es kann ein massiver, insbesondere stabförmiger Leiter benutzt werden, der durch .den Antrieb aus der Löschvorrichtung herausgezogen wird, so daß der Lichtbogen mechanisch gezogen wird. Dieser Leiter kann auch biegsam als Draht, Band oder Litze ausgebildet werden und beim Abschalten auf eine Rolle aufgerollt werden, wodurch sich .die Bauhöhe der gesamten Schaltanordnung verringert.
Es ist ferner möglich, nach Art von Schmelzsicherungen dem Leiter einen so geringen Querschnitt zu geben, .daß er nach Entstehung des Lichtbogens durch diesen schnell verdampft wird. Dadurch wird eine besonders schnelle Erhöhung der Lichtbogenlänge und damit schnelle Lichtbogenlöschung bewirkt. Es kann zweckmäßig sein, daß derartige Leiter bei besonders hohen Überströmen unverzögert verdampfen. DieUnterbrechungsstrecke kann als normale Kontaktstelle ausgebildet sein, an der sich zwei .Metallteile unter Druck berühren. Es ist jedoch, -insbesondere bei Anordnungen, die nicht ohne weiteres wieder eingeschaltet zu werden brauchen, zweckmäßiger, die Unterbrechung .durch Zerreißen eines mechanisch ,geschwächten Leiters zu schaffen, z. B. eines dünnen Drahtes oder von eingekerbten Folien.
Eine weitere zweckmäßige Anordnung wird erhalten, wenn parallel zum vorzugsweise massiven Leiter eine vollständige unterdimensionierte Hochspannungssicherung geschaltet wird, die normalerweise durch -den Leiter überbrückt wird und beim Öffnen der Schaltvorrichtung den Lichtbogen übernimmt.
Die Anordnung gemäß .der Erfindung wird nach Art. von Sicherungen in, einen Leitungszweig montiert: Nach vollzogener Abschaltung wird sie in der Regel abgenommen und, wie es von Hochspannungssicherungen her bekannt ist, wieder betriebsbereit gemacht. Bei Anordnungen mit massivem Leiter kann jedoch die Wiedereinschaltung durch geeignete Vorrichtungen vom Erdpotential aus vorgenommen werden.
Bei mehrghas.igen Anordnungen ist es erwünscht, die Trennurig in allen Phasen gleichzeitig vorzunehmen. Zu diesem Zweck können die Schaltvorrichtungen derart ausgestattet werden, daß sie bei der Ausschaltung einen Impuls nach außen abgeben, der über geeignete Gestänge nach Art von Auslösergestängen dazu dient, um sofort nach Ablauf des ersten Verzögerungswerkes die anderen Schaltvorrichtungen unverzögert auszulösen.
In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele .der Erfindung .dargestellt. Abb. i zeigt den Aufbau und die Anbringung der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung an Stelle von Hochspannungssicherungen. i ist der als Stift ausgebildete Schaltteil, 2 und 3 sind die Anschlüsse, 4 ist ein Kontakt, 5 ein Löschrohr aus gasabgebendem Material, 6 ein Tragrohr, das das Löschrohr umgibt, 7 die Austrittsöffnung für die Schaltgase, 8 die Betätigung des Schaltstiftes i, die in Abb. 2 genau dargestellt ist, und g das Gehäuse der Antriebsfeder.
In Abb. 2 und 3 .ist nun der Antrieb und dessen Freigabe durch einen Kleinmotor dargestellt. Der Schaltstift i wird durch die Feder io in die Ausschaltstellung gezogen und durch die Klinke i i zurückgehalten. Der Strom fließt vom Schaltstift i über den Gleitkontakt 12 durch eine Spule 13 und von dort zum Gehäuse g. Um den Strom durch die Spule zu schicken, ist der Isoliertragring 14, vorgesehen. Durch die Spule 13 wird ein Magnetkreis 15 magnetisiert, der den Motor 16, der mit dem Untersetzungsgetriebe 17 zusammengebaut ist, erregt. Um anzulaufen, muß der Motor die Kraft der Feder 18 überwinden, so daß er nur von einem bestimmten Strom ab zu laufen beginnt. Der Beginn des Laufweges ,ist durch einen verstellbaren Anschlag ig gegeben. Am Ende seiner Bewegung löst der Motor die Verklinkung i i, wobei die Ausschaltung der Schaltvorrichtung erfolgt.
An Stelle des bewegten Stiftes kann natürlich auch ein Schmelzleiter treten, der durch die Feder nach Aufhebung der Sperrung zerrissen wird.
Abb.4 zeigt schematisch eine andere Art der Beeinflussung der Schaltvorrichtung durch den Motor. Beim Auftreten eines Überstromes überwindet der Motor die Gegenkraft der Sperrfeder 18. Auf dem Magnetkreis 15 ist eine Sekundärwicklung 2o aufgebracht. Sie arbeitet auf einen Heizwiderstand, dessen Aufgabe es ist, die Sprengladung in der Kapsel 21 zur Explosion zu bringen. Die Explosion erfolgt dann, wenn der Motor den Kontakt 22 nach Ablauf seiner Verzögerungszeit geschlossen hat. Beim Auftreten besonders starker Überströme wächst die Spannung iri der Wicklung 2o so stark an., daß die Funkenstrecke 23 überschlagen wird und die Explosion unabhängig vom Ablauf d,-,s Motors stattfinden muß. Die Explosionsgase treiben einen Kolben 24 an, der an Stelle der Antriebsfeder dient und die Ausschaltbewegung an der Löschvorrichtung bewirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige Schaltvorrichtung, insbesondere für hohe Spannungen, bestehend aus einer Löschvorrichtung für Überströme und einem Kleinmotor zur Verzögerung des Ansprechens der Löschvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung mit ihrem Antrieb und dem diesen steuernden Kleinmotor auf Hochspannungspotential zu einer Einheit nach Art von Hochspannungssicherungen zusammengefaßt ist.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung des Stromkreises eine vorgespannte Feder dient, die in gespannter Lage gesperrt wird, und daß der Kleinmotor nach bestimmter Laufdauer diese Sperrung aufhebt.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinmotor im Ruhezustand festgebremst ist und erst beim Überschreiten eines einstellbaren Stillstanddrehmomentes anläuft.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Kleinmotor die Ausschaltfeder bei seinem Ablauf weiterspannt und beim Fortfall des Überstromes in die Anfangslage zurückgezogen wird.
5. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung als Isolierrohr mit gasabgebenden Wandungen ausgebildet ist, in dem der Lichtbogen gezogen wird.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, da-,durch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung aus eirnem Rohr mit körnigem oder pulverigem Löschmittel besteht, welches unter dem Einfluß des Lichtbogens zu einer Schmelzraupe zusammensintert.
7. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, da-.durch gekennzeichnet, d.aß durch. die Ausschaltfeder ein massiver Leiter aus der Löschröhre herausgerissen wird. B.
Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausschaltfeder eine Unterbrechung des metallischen Leiters von so geringem Querschnitt bewirkt wird, daß durch die Lichtbogenwärme der Leiter verdampft wird. g.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter bei starken Überströmen unverzögert verdampft. io.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum massiven Leiter eine Sicherung angeordnet ist, so daß der Unterbrechungslichtbogen auf die Sicherung übergeht und an dieser gelöscht wird. i i.
Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung beim Abschalten eine Kraft nach außen, z. B. zur Auslösung anderer Phasen, ausübt.
12. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung vom Erdpotential aus eingeschaltet werden kann.
13- Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch,gekennzeichnet, daß ein vielpoliger Kleinmotor verwendet wird.
14. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung des Stromweges .durch Zerreißen eines mechanisch geschwächten Leiters erfolgt. .
15. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d:aß der Motor eine stark stromabhängige Charakteristik aufweist.
16. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebskraft der Druck einer zur Explosion gebrachten dosierten Explosivstoffmenge dient.
17. Schaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zündung des Explosivstoffes der Motorkreis eine normalerweise kurzgeschlossene oder offene Wicklung aufweist.
18. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur urverzögerten Auslösung eine Funkenstrecke zum Hilfsschalter parallel geschaltet ist, die von einem bestimmten Strom an durchschlägt. i9. Schaltvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Kleinmotors ein Thermorelais od. dgl. benutzt wird.