CH653188A5 - Selektive sicherheitsschalteinrichtung zum schutz einer leistungsverteilungsanlage. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschalteinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Leistungsverteilanlage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.

Mit zunehmenden Leistungsdichten der Verteilungssysteme erhöht sich auch die Kurzschlussleistungsfähigkeit des Verteilungsnetzwerks. Um die wachsende Kurzschlussfähigkeit beherrschen zu können, bemüht man sich um ständige Verbesserung des Stromunterbrechungsvermögens.

Ein ausreichendes Unterbrechungsvermögen, selbst bei sehr hohen Strömen, sowie die erforderliche Selektivität werden im Falle von Schmelzsicherungen gewährleistet, die aber verschiedene Nachteile haben. So ist unter normalen Umständen die Wärmeentwicklung relativ hoch, so dass bei Nennströmen von mehr als 1000 A vorzugsweise keine Schmelzsicherungen verwendet werden. Ausserdem gibt es die bekannten Nachteile wie das Erfordernis, eine Sicherheitspatrone nach der Unterbrechung ersetzen zu müssen, sowie das Altern der Sicherung, was Änderungen des Unterbrechungsverhaltens zur Folge hat. Ausserdem kann eine Schmelzsicherung nicht in Verbindung mit anderen Funktionen verwendet werden, wie z.B. Fernsteuerung, Erdschlussschutz und Null-Spannungs-Schutz.

Wenn anstelle einer Schmelzsicherung ein konventioneller Schalter verwendet wird, treten derartige Nachteile zwar nicht auf. Der Schalter muss aber schwerer dimensioniert und aufwendiger konstruiert sein, damit er die sich bei einem Kurzschlusstrom ergebenden hohen dynamischen und thermischen Belastungen beherrschen kann.

Ein Ausweg ist die Verwendung eineç strombegrenzenden Schnellschaltgliedes (Schnellschaltkontakt), da dessen Kontakte schon in der ersten Viertelperiode des Wechselstromes geöffnet werden und dadurch die Entstehung des vollen Kurzschlussstromes verhindern, so dass der Kurzschlussstrom begrenzt wird und das Gehaltglied nicht besonders schwer gebaut sein muss. Wenn aber eine Leistungsverteilungsanlage ausschliesslich mit diesen strömbegrenzenden Schnellschaltgliedern selektiv geschützt werden soll, ist es wegen der schnellen Reaktionszeiten der strombegrenzenden Schaltglieder nicht möglich, den Betrieb der Strombegrenzungsschalter in bezug aufeinander zu verzögern, welche in einer Verteilungsanlage der vorliegenden Art auf unterschiedlichen Energiepegeln oder Energiestufen, d.h. in unterschiedlichen Entfernungen von der Leistungsquelle vorgesehen sind.

Aus der DE-OS 2 525 192 ist eine Anlage bekannt, bei welcher das oben erläuterte Problem gelöst ist. Jedes strombegrenzende Schnellschaltglied ist zu diesem Zweck mit einem Zähler versehen, der die aufeinanderfolgenden Öffnungsund Schliesszyklen der Kontakte des zugehörigen Strombegrenzungsschalters zählt. Je nach der Stufe der Verteilungsanlage, auf der er sich befindet, kann der Zähler für eine bestimmte Anzahl von Öffnungs- und Schliesszyklen eingestellt werden. Wenn die voreingestellte Anzahl der Öffnungsund Schliesszyklen des Zählers von dem Strombegrenzungsschalter erreicht worden ist, schaltet der Zähler den betreffenden Strombegrenzungsschalter permanent aus. Damit sich eine gewisse Selektivität ergibt, werden die Zähler so justiert, dass der am weitesten von der Leistungsquelle des Verteilungssystems entfernte, d.h. sich auf dem niedrigsten Energiepegel befindende Strombegrenzungsschalter die kleinste Anzahl von Öffnungs- und Schliesszyklen vor dem endgültigen Ausschalten hat und der der Leistungsquelle an nächsten liegende, d.h. auf der höchsten Energiestufe befindliche Schalter die grösste Anzahl von Öffnungs- und Schliesszyklen hat. Dies setzt aber voraus, dass bei einer Störung in der Nähe der Leistungsquelle der Strombegrenzungsschalter, der den Fehlerstrom abschalten soll, zuerst wenige Male nach Auftreten des Fehler- oder Kurzschlusstromes schaltet. Das wiederholte Schliessen nach einem Fehlerstrom ist offensichtlich ein erheblicher Nachteil. Ausserdem erhöht die Verwendung eines relativ aufwendigen und entsprechend kostspieligen Zählers in allen Strombegrenzungsschaltern den Gesamtaufwand, so dass diese bekannte Anlage nicht wettbewerbsfähig ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selektive Sicherheitsschalteinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentsanspruches 1 mit einem strombegrenzenden Schnellschaltglied zu schaffen, welche die oben angegebenen Nachteile vermeidet, also insbesondere weniger aufwendig ist als bisher.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemässe Leistungsverteilanlage ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 4 gekennzeichnet.

Da bei einer Sicherheitsschalteinrichtung der hier beschriebenen Art der Fehlerstrom nach Öffnen des strombegrenzenden Schnellschaltgliedes auf einen oder mehrere Parallelwiderstände umgeschaltet wird, wird hauptsächlich der Fehlerstrom auf einen annehmbaren Wert begrenzt. Ausserdem wird in Zusammenwirken mit dem in Reihe geschalteten Langsamschaltglied erreicht, dass der begrenzte Fehlerstrom weiterhin in der Verteilungsanlage fliesst, weshalb die strombegrenzenden Schnellschaltglieder offen bleiben und nicht mehr aufgrund desselben Fehlerstroms einschalten. Schliesslich ist es möglich, den begrenzten Fehlerstrom selektiv mit Hilfe des Langsamschaltgliedes mit abgestuften Zeitverzögerungen auszuschalten, mit denen die das Langsamschaltglied nach dem strombegrenzenden Schnellschaltglied öffnet.

Damit die Langsamschaltkontakte des Strombegrenzungsschalters, der sich zwischen dem ausgeschalteten Strombegrenzungsschalter und der Leistungsquelle befindet, nicht nach der eingestellten Zeit und nach Ausschalten des Fehlerstroms geöffnet wreden, kann der Strombegrenzungsschalter mit Sperr- oder Verriegelungsmitteln zwischen dem strombegrenzenden Schnellschaltglied und dem Langsamschaltglied versehen sein, so dass nach dem Schliessen des strombegrenzendem Schnellschaltgliedes nach Ausschalten eines Fehlerstroms die Gesamtverzögerungszeit des zugehörigen Langsamschaltgliedes in die Anfangsstellung rückgesetzt wird. Für die Verzögerungszeiten zwischen Betätigung der strombegrenzenden Schnellschaltkontakte und der Langsamschaltkontakte sowie zum Rückstellen der Verzögerungszeiten nach Ausschalten eines Fehlerstroms kann eine an sich bekannte mechanische oder elektromagnetische Einrichtung verwendet werden.

In einer Leistungsverteilungsanlage mit mehreren selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen gemäss der Erfindung ist die Verzögerungszeit des Langsamschaltgliedes vorzugsweise um so kürzer, je weiter der Netzabschnitt mit der das betreffende Langsamschaltglied enthaltenden Sicherheitsschalteinrichtung von der Leistungsquelle entfernt ist.

Ausserdem ist der Widerstandswert des parallel zu dem Schnellschaltglied des Strombegrenzungsschalters liegenden Widerstandes um so höher, je weiter der Netzabschnitt mit der den Widerstand und das Schnellschaltbild enthaltenden Sicherheitsschalteinrichtung von der Leistungsquelle entfernt ist.

In diesem Fall können die Widerstandswerte in den verschiedenen Sicherheitsschalteinrichtungen so gewählt werden, dass sich ein selektiver Spannungsschutz ergibt. Bei einem Kurzschlussstrom kann ein ausreichend hoher Betriebsspannungspegel auf der Leistungsquellenseite der Widerstände aufrechterhalten werden.

Es ist bemerkt, dass aus der FR-PS 1 351 249 eine Einrichtung bekannt ist, die bereits die Serienschaltung aus zwei Schaltgliedern mit einem Parallelwiderstand über dem einen Schaltglied enthält. Aufgrund wesentlicher Unterschiede zu der hier beschriebenen Einrichtung ist die bekannte Einrichtung aber nicht zum selektiven Schutz eines Leistungsvertei-lungssystems geeignet. Der Zweck der bekannten Einrichtung liegt hauptsächlich im Abschalten eines Kurzschlussstroms mittels eines kleinstmöglichen Schalters. Zu diesem Zweck liegt das gegen einen Kurzschlusstrom schützende Schaitglied in Reihe mit einem gegen Überstrom schützenden weiteren Schaltglied. Das zweitgenannte Schaltglied reagiert erst später auf einen Fehlerstrom, und die Verzögerungszeit wird schliesslich zum Ausschalten des Kurzschlussstroms verwendet. Damit das gegen einen Überstrom schützende Schaltglied seinerseits gegen den hohen Kurzschlussstrom geschützt wird, wird dieser mittels eines Parallelwiderstands begrenzt. Im bekannten Fall ergibt sich also die Zeitverzögerung zwischen beiden Schaltgliedern aus dem Betrieb des gegen Überstrom schützenden Schaltgliedes und ist vollständig durch den durch dieses Schaltglied fliessenden Strom bestimmt. Ausserdem kann die Verzögerungszeit nur durch Änderung des Wertes des Parallelwiderstands und die dadurch gebildete Last beeinflusst werden. Ferner ist für optimales Betriebsverhalten der bekannten Einrichtung die Verwendung eines Parallelwiderstands mit einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten erforderlich. Dadurch wird erreicht, dass einerseits die Stromübernahme durch den Widerstand im Kurzschlussfall keine Schwierigkeiten bereitet und andererseits der Kurzschlussstrom ausreichend begrenzt wird. Die Wahl des von dem nichtlinearen Widerstand der bekannten Einrichtung zu erreichenden maximalen Endwertes wird auch durch das Zusammenwirken mit dem Überstromschutz bestimmt. Wenn man nämlich einen zu niedrigen Maximalwert für den Widerstand wählt, kann im Falle hoher Kurzschlusströme der i2t-Wert so hoch sein, dass die Überstromschutzeinrichtung zerstört wird. Andererseits besteht aber bei Wahl eines hohen Maximalwertes die Gefahr, dass wegen der langen Ausschaltzeit der Überstromschutzeinrichtung der nichtlineare Widerstand selbst bei erheblicher Begrenzung des Kurzschlussstroms verbrennt. Auch wenn der Widerstandswert der bekannten Einrichtung so gewählt wird, dass diese Schwierigkeiten vermieden werden, wird bei Reihenschaltung mehrerer Einrichtungen der bekannten Art in einer Leistungsverteilungsanlage der Kurzschlussstrom durch die ebenfalls in Reihe geschalteten Widerstände so begrenzt, dass die endgültige Unterbrechung durch das Schaltglied der Überlast-Schutzeinrichtung verzögert wird, was wiederum die Gefahr des Verbrennens der Widerstände zur Folge hat. Bei der Sicherheitsschalteinrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ist dagegen die voreinstellbare Verzögerungszeit, mit der das Langsamschaltglied nach dem strombegrenzenden Schnellschaltglied öffnet, unabhängig vom Stromwert über den Langsamschaltkontakten. Folglich kann die Verzögerungszeit so kurz eingestellt werden (einige 10 ms), dass ein Verbrennen der Widerstände unmöglich ist.

Es ist auch möglich, das Langsamschaltglied der hier beschriebenen Sicherheitsschalteinrichtung mit anderen Schutzfunktionen zu versehen, wie z.B. der Funktion des Überstromschutzes oder des Erdschlussschutzes, wobei die Sicherheitsschalteinrichtung auch in der oben beschriebenen Weise gegen Beschädigung durch zu hohe Ströme und/oder zu lange fliessende Ströme geschützt wird. Zu diesem Zweck kann das Langsamschaltglied Mittel haben, mit denen es von Hand und/oder elektromagnetisch eingeschaltet werden kann.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nun beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Leistungsverteilungsanlage mit selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen der hier beschriebenen Art;

Figur 2 eine mögliche Ausführungsform einer Sicherheitsschalteinrichtung gemäss der Erfindung; und

Figur 3 eine Ausführungsform einer mechanischen Kupplung zur Verwendung in der Einrichtung nach Figur 2.

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In Figur 1 ist schematisch das Schaltbild einer Leistungsverteilungsanlage dargestellt, das als Leistungsquelle eine Spannungsquelle, wie z.B. einen Transformator 1 hat. Die dargestellte Leistungsverteilungsanlage ist beispielsweise in drei Energiepegel oder Energiestufen I, II und III unterteilt, die in unterschiedlichen Entfernungen von der Quelle liegen, und jede Stufe wird über eine oder mehrere selektive Sicherheitsschalteinrichtungen 2 bis 8 gespeist. Genauer gesagt wird die Stufe I über die Sicherheitsschalteinrichtung 2 gespeist, die Stufe II über die selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 3 und 4 und die Stufe III über die selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 5 bis 8. Jede Sicherheitsschalteinrichtung enthält eine Begrenzungseinrichtung 9 und ein Langsamschaltglied (Langsamschaltkontakt) 10. Die Begrenzungseinrichtung 9 enthält ihrerseits einen Strombegrenzungsschalter mit einem Schnellschaltglied 11 und einem strombegrenzenden Parallel widerstand 12.

Die Langsamschaltkontakte oder -glieder 10 sind mit den strombegrenzenden Schnellschaltkontakten oder -gliedern 11 so gekoppelt, dass beim Öffnen eines strombegrenzenden Schnellschaltgliedes das zugehörige Langsamschaltglied 10 nach einer gewissen voreingestellten Verzögerungszeit ebenfalls öffnet.

Während für die Stufe III die Schaltglieder 10 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 5 bis 8 ohne Verzögerung eingestellt werden können, kann man beispielsweise für die Stufe II die Schaltglieder der selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 3 und 4 mit einer Verzögerung von 10 ms und das Schaltglied der Sicherheitsschalteinrichtung 2 für die Stufe I mit einer Verzögerung von 20 ms einstellen, so dass sich eine Zeitabstufung von 10 ms zwischen den verschiedenen Stufen ergibt. Die abgestufte Zeitverzögerung kann entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Falles geändert werden.

Wenn beispielsweise am Punkt A ein Kurzschluss auftritt und der Kurzschlussstrom genügend hoch ist, werden die Schnellschaltglieder 11 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 2,4 und 8 sofort öffnen und dabei den Kurzschlussstrom auf die Parallelwiderstände 12 umschalten, so dass der Kurzschlussstrom begrenzt wird. Da der Kurzschluss im Punkt A auf der Stufe III auftritt, wird in diesem Fall das Langsamschaltglied 10 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtung 8 den Kurzschlussstrom fast gleichzeitig vollständig abschalten, worauf die Schnellschaltglieder 11 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 2 und 4 wieder eingeschaltet werden und damit die Verzögerungszeiten der zugehörigen Langsamschaltglieder für einen gegebenenfalls auftretenden anderen Kurzschluss rücksteilen.

In einigen Fällen ist es möglich, nur die selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 5 bis 8 für die letzte Stufe mit einem Schnellschaltglied 11 zu versehen, weil dann Selektivität bezüglich einer niedrigeren Stufe nicht erforderlich ist. Wenn nötig, kann der strombegrenzende Parallelwiderstand 12 ersetzt werden durch eine Bogenlöschkammer.

Unter Annahme eines Kurzschlusses im Punkt B der Stufe II werden die Schnellschaltglieder 11 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen 2 und 4 sofort geöffnet, wenn der Kurzschlussstrom genügend hoch ist, und der Kurzschlussstrom wird wieder durch den Parallelwiderstand 12 begrenzt. Nach der eingestellten Verzögerungszeit, bei diesem Beispiel 10 ms, wird das Langsamschaltglied 10 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtung 4 den Kurzschlussstrom permanent ausschalten, und nach dem erneuten Schliessen des Schnellschaltgliedes 11 der Sicherheitsschalteinrichtung 2 wird die Stromversorgung für den übrigen Abschnitt der Leistungsverteilungsanlage ununterbrochen fortgesetzt.

Wie man sieht, kann mit der selektiven strombegrenzenden Einrichtung der hier beschriebenen Art jeder Kurzschlussstrom permanent selektiv ausgeschaltet werden, d.h.

nur mittels des Schalters, der sich in Figur 1 gerade oberhalb des Kurzschlusses befindet.

Bei der hier beschriebenen Einrichtung besteht beträchtliche Freiheit bezüglich der Wahl des Wertes jedes Parallelwi-derstandes 12, weil in der selektiven strombegrenzenden Einrichtung diese Parallelwiderstände 12 parallel zu den Schnellschaltgliedern geschaltet sind und wenigstens zwei Widerstandsleitern haben, und weil sie graduell seriell mittels der sich beim Öffnen der Schnellschaltglieder 11 bildenden Lichtbogens in den Kreis des Kurzschlussstromes eingeschaltet werden. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, dass die selektive strombegrenzende Einrichtung auch dazu verwendet werden kann, eine Leistungsverteilungsanlage unter Kurzschlussbedingungen spannungsselektiv zu machen. Unter Spannungsselektivität ist zu verstehen, dass ausserhalb des aufgrund eines Kurzschlusses ausgeschalteten Abschnittes der Leistungsverteilungsanlage niemals ein Spannungsabfall von z.B. mehr als 25 bis 35% auftritt. Durch eine solche Spannungsselektivität wird verhindert, dass Geräte in dem nicht nach einem Kurzschluss ausgeschalteten Abschnitt der Verteilungsanlage ausfallen, wenn die Spannung unter einen vorbestimmten Wert absinkt. Der Wert des Parallelwiderstands 12 der selektiven Sicherheitsschalteinrichtung 2 kann beispielsweise 10 Megohm betragen, der Wert des Parallelwider-standes 12 der Sicherheitsschalteinrichtungen 3 und 4 30 Megohm und der Wert des Parallelwiderstandes 12 der Sicherheitsschalteinrichtungen 5 bis 8 80 Megohm.

Im Falle eines Kurzschlusses am Punkt A beträgt die Spannung auf der Stufe II 80/10+ 30 +80 x 100% = 67% der Nennspannung. Bei einem Kurzschluss am Punkt B beträgt die betreffende Spannung sogar 30/10 +30 x 100% = 75% der Nennspannung.

Figur 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer selektiven Sicherheitsschalteinrichtung gemäss der Erfindung. Diese Ausführungsform kann in zwei Hauptbestandteile unterteilt werden, nämlich eine Begrenzungseinrichtung 9 und ein Langsamschaltglied 10. Diese beiden Hauptbestandteile sind in der Darstellung jeweils mit unterbrochenen Linien umgeben. Die Begrenzungseinrichtung 9 ist ihrerseits in das strombegrenzende Schnellschaltglied 11 und den strombegrenzenden Widerstand 12 unterteilt.

Das strombegrenzende Schnellschaltglied 11 kann an sich bekannter Art sein und ist vorzugsweise von der in der niederländischen Patentanmeldung 7 903 987 beschriebenen Art, auf die anstelle einer ausführlichen Beschreibung verwiesen sei. Das strombegrenzende Schnellschaltglied 11 ist mit einem Abschnitt mit dem strombegrenzenden Widerstand 12 versehen, wie dies in den niederländischen Patentanmeldung 7 608 512 beschrieben ist.

Das Langsamschaltglied 10 ist in Reihe mit der Begrenzungseinrichtung 9 geschaltet. Dieses Schaltglied kann auch als das Kontaktglied eier Schutzvorrichtung, wie z.B. für Überstromschutz, Erdschlussschutz usw. dienen. Es kann aber auch mit manuell und/oder elektrischmagnetisch betätigten Mitteln versehen sein.

Im Falle eines Kurzschlusses in der Leistungsverteilungsanlage arbeitet die selektive Sicherheitsschalteinrichtung gemäss der Erfindung wie folgt: Der Kurzschlussstrom fliesst vom Stromanschluss 13 durch die Wicklung eines Elektroma-gnets 14 und betätigt die Anker 15 und 16 zum Antreiben und Lösen des beweglichen Kontaktstücks 17 des strombegrenzenden Schnellschaltgliedes 11.

Das feste Kontaktstück des Schnellschaltgliedes 11 wird durch das eine Endteil 18 des Widerstandsleiters 19 des strombegrenzenden Widerstands 12 gebildet. Wenn als Folge eines Kurzschlussstromes das bewegliche Kontaktstück 17 von dem Endteil 18 wegbewegt wird, entsteht ein Lichtbogen, der unter dem Einfluss des Magnetfeldes, das durch den

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durch das bewegliche Kontaktstück 17 und das Endteil 18 fliessenden Strom hervorgerufen wird, sich über den Widerstandsleiter 19 der Kontaktstelle wegbewegt und zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem beweglichen Kontaktstück 17 zu einem zweiten Widerstandsleiter 20 des strombegrenzenden Widerstands 12 überspringt.

Die beiden Widerstandsleiter 19 und 20 verlaufen räumlich parallel und können an dem von der Kontaktstelle abgewandten Ende direkt oder indirekt über einen Widerstand 23 (Nebendarstellung der Figur 2) miteinander verbunden sein. Im erstgenannten Fall haben beide Widerstandsleiter 19 und 20 einen solchen Gesamtwiderstandswert, dass sich die erforderliche Strombegrenzung ergibt. Im zweiten Fall sorgt der Gesamtwiderstands wert der Widerstandsleiter 19 und 20 und des an deren äusseren Enden angeschlossenen Widerstands 23 für die nötige Strombegrenzung. Diese Methode wird dann angewendet, wenn der Widerstandswert so hoch sein soll,

dass er nicht oder kaum mit nur den beiden Widerstandsleitern 19 und 20 erreichbar ist.

In beiden Fällen wird letztlich ein bestimmter Widerstandswert der erforderlichen Grösse in den Kurzschlussstromkreis eingeführt. Zu diesem Zweck ist der Widerstandsleiter 20 an dem der Kontaktstelle zugewandten Ende an einen Teil 21 angeschlossen, mit dem der Leiter 20 elektrisch mit der Befestigungsstelle 22 des beweglichen Kontaktstücks 17 verbunden ist, so dass der Kurzschlussstrom durch einen Kreis fliesst, welcher der Reihe nach durch den Stroman-schluss 13, die Windungen des Elektromagnets 14, die Befestigungsstelle 22, den elektisch leitenden Teil 21, die Widerstandsleiter 20 und 19 (bzw. den Widerstandsleiter 20, ggf. den Widerstand 23 und den Widerstandsleiter 19) und das Endteil 18 gebildet ist. Dieses Endteil steht in stromleitender Verbindung mit dem festen Kontaktstück 24 des Langsamschaltgliedes 10.

Das mit dem festen Kontaktstück 24 zusammenwirkende bewegliche Kontaktstück 25 steht mit dem Stromanschluss 27 über einen flexiblen Leiter 26 in Verbindung, so dass der Stromkreis für den begrenzten Kurzschlussstrom durch das Endteil 18, das feste Kontaktstück 24, das bewegliche Kontaktstück 25, den flexiblen Leiter 26 und den Stromanschluss 27 gebildet ist.

Das bewegliche Kontaktstück 25 des Langsamschaltgliedes 10 und das bewegliche Kontaktstück 17 des strombegrenzenden Schnellschaltgliedes 11 sind miteinander über eine Kupplung 28 verbunden. Diese Kupplung sorgt dafür, dass das Langsamschaltglied 10 mit einer gewissen Verzögerung nach dem strombegrenzenden Schnellschaltglied 11 öffnet und dass die Verzögerungszeit des Langsamschaltgliedes 10 in den Ausgangszustand rückgesetzt wird, wenn das Schnellschaltglied 11 wieder eingeschaltet wird. In Figur 2 ist die Kupplung 28 nur schematisch mit einer unterbrochenen Linie

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dargestellt; zu ihrer Realisierung bestehen viele Möglichkeiten. Ein Beispiel für eine zweckmässige Ausführungsform wird weiter unten anhand von Figur 3 erläutert werden.

Wenn die eingestellte Verzögerungszeit abgelaufen ist,

wird das bewegliche Kontaktstück 25 des Langsamschaltgliedes 10 vom festen Kontaktstück 24 wegbewegt und der Kurz-schlusstrom permanent unterbrochen. Der Lichtbogen, der sich während des Trennens der Kontaktstücke gebildet hatte, wird in an sich bekannter Weise mittels einer Löschkammer 29 gelöscht.

Unter normalen, ungestörten Verhältnissen fliesst der Strom durch den Stromanschluss 13, die Erregungswicklung oder -Windungen des Elektromagnets 14, die als Stromanschluss dienende Befestigungsteile 22, deren flexiblen Leiter 30', das bewegliche Kontaktstück 17, das Endteil 18, das feste Kontaktstück 24, das bewegliche Kontaktstück 25, den flexiblen Leiter 26 und schliesslich durch den Stromanschluss 27. Wenn das Langsamschaltbild 10 auch als Kontakt einer Sicherheitsschalteinrichtung wie z.B. eines Überstromrelais oder eines Erdschlussrelais verwendet wird, ist die Leistungsverteilungsanlage auch geen .Überstrom und/oder Erdschluss geschützt, und unter dem eingestellten Schwellwert des strombegrenzenden Schnellschaltgliedes 11 bleibende Fehlerströme werden durch die Sicherheitsschalteinrichtung mit dem Langsamschaltglied 10 abgeschaltet.

Figur 3 zeigt schematisch eine mögliche Ausführungsform für die Kupplung 28 der Figur 2. Die Kupplung wird durch eine Nockenscheibe 35 gebildet, die von einer Feder 38 in der durch den Pfeil 32 angegebenen Richtung vorgespannt ist. Die Nockenscheibe 35 wirkt mit zwei Klinken zusammen, nämlich der Sperrklinke 30 bzw. 39 des Schnellschaltgliedes und mit der Sperrklinke 37 des Langsamschaltgliedes.

Wenn das Schnellschaltglied öffnet, bewegt sich die Sperr- oder Riegeleinrichtung des Schnellschaltgliedes in Richtung des Pfeiles 31, und infolgedessen gibt die Sperrklinke 30,39 die Nockenscheibe 35 frei. Unter dem Einfluss der Antriebsfeder 38 bewegt sich die Nockenscheibe 35 in Richtung des Pfeiles 32. Je nach der Vorspannung der Feder 38 wird die Nockenscheibe schneller oder langsamer beschleunigt, und der Nockenteil 40 wird entsprechend früher oder später die Klinke 37 des Langsamschaltgliedes erreichen und dieses schliesslich durch eine Bewegung in Richtung des Pfeiles 33 ausschalten.

Wenn die Vorspannung der Antriebsfeder 38 eingestellt und der Nockenteil 40 auf der Nockenscheibe 35 positioniert wird, kann die Verzögerungszeit eingestellt werden.

Wenn das Schnellschaltglied wieder geschlossen wird,

kann ein Motor aufgrund eines Mikroschalters oder dgl. anlaufen und die Nockenscheibe 35 in Richtung des Pfeiles 34 unter Spannung der Antriebsfeder 38 drehen, so dass schliesslich wieder der Ausgangszustand erreicht wird.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Selektive Sicherheitsschalteinrichtung, die zum Schutz einer elektrischen Leistungsverteilungsanlage zwischen von der Leistungsquellenseite aus aufeinanderfolgende, auf unterschiedlichen Leistungspegeln liegende Netzabschnitte 5 geschaltet werden kann und einen Strombegrenzungsschalter mit einem strombegrenzenden Schnellschaltglied enthält zum Einleiten einer permanenten Abschaltung nur des gestörten Netzabschnittes, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu d(em Schnellschaltglied (11) des Strombegrenzungsschalters 10 wenigstens ein Widerstand (12) oder eine Bogenlöschkammer geschaltet ist, welcher bzw. welche aufgrund des Öffnens des S.chnellschaltgliedes (11) in Reihe in den unterbrochenen Schältkreis geschaltet wird, dass das Schnellschaltglied (11) und der über dessen Kontakte geschaltete Widerstand (12) 15 bzw. Bogenlöschkammer in Reihe mit einem Langsamschaltglied (10) liegen, das mit dem Schnellschaltglied (11) gekuppelt ist und nach dem Öffnen des Schnellschaltgliedes (11) mit einer voreinstellbaren, von dem Leistungspegel, auf dem das Langsamschaltglied (10) in der Leistungsverteilungsan- 20 läge zugeschalten ist, abhängigen Zeitverzögerung öffnet,

dass diese Verzögerung von dem strombegrenzenden Schnellschaltglied (11) nach erneutem Schliessen sofort in den Ausgangszustand rückstellbar ist und dass der Widerstand (12) bzw. die Bogenlöschkammer mindestens durch zwei in Reihe 25 geschaltete Widerstandsleiter (19,20) gebildet ist, die parallel über den Kontakten des Schnellschaltgliedes (11) liegen und durch den Lichtbogen, der durch Öffnen des Schnellschaltgliedes (11) zwischen den Widerstandsleitern (19,20) entsteht, graduell in den unterbrochenen Schaltkreis geschaltet wer- 30 den.

2. Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Langsamschaltglied (10) mit einer oder mehreren Überstrom- oder Erdschlussschutzvorrichtungen gekoppelt ist und durch diese betätigt wird. 35

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PATENTANSPRÜCHE

3. Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Langsamschaltglied (10) mit manuell und/oder elektromagnetisch betätigten Mitteln (28) gekoppelt und von diesen manuell und/oder elektromagnetisch ein- und ausschaltbar ist. 40

4. Leistungsverteilungsanlage mit mehreren selektiven Sicherheitsschalteinrichtungen gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verzögerungszeit des Langsamschaltgliedes (10) um so kürzer ist, je weiter der Netzabschnitt mit der das betref- 45 fende Langsamschaltglied enthaltenden Sicherheitsschalteinrichtung von der Leistungsquelle entfernt ist.

5. Leistungsverteilungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des parallel zu dem Schnellschaltglied (11) liegenden Widerstands (12) um so so höher ist, je weiter der Netzabschnitt mit der den Widerstand (12) und das Schnellschaltglied (11) enthaltenden Sicherheitsschalteinrichtung von der Leistungsquelle entfernt ist.

6. Leistungsverteilungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, 55 dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandswerte in den verschiedenen Netzabschnitten so gewählt sind, dass sich ein selektiver Spannungsschutz ergibt.