DE1015908B - Schutzvorrichtung fuer Drehstromverbraucher gegen unsymmetrische Belastung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, zum Schutz von Drehstromanlagen gegen Überlastungen Bimetallrelais in verschiedenartiger Anordnung zu verwenden. Diese bieten jedoch bei Ausfall einer Phase oder bei unsymmetrischer Belastung der Einzelphasen keinen vollkommenen oder einen nicht immer hinreichend empfindlichen Schutz, es sei denn, daß das System mit Vollast arbeitet. Weiterhin ist zur Fehlerstrommessung im Dreiphasensystem üblich, die Einzelphasenströme über je eine Spule auf ein gemeinsames Magnetsystem zu schalten und mit dem resultierenden Fluß gegebenenfalls über eine weitere Spule einen Bimetallauslöser zu steuern. Letztere Anordnung ist nur wirksam bei einem auftretenden Erdschluß, nicht aber bei Ausfall einer Phase oder bei unsymmetrischer Phasenbelastung. Die zur Abschaltung von Drehstromnetzen bei auftretenden Unsymmetrien bekanntgewordenen Anordnungen verwenden ähnliche Mittel, sind aber sehr kompliziert und kostspielig.

Es ist z. B. eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der drei in je einer Phase liegende Elektromagnete in Dreiecksanordnung axiale oder kippbare Auslösebewegungen bewirken. Sie sind jedoch bei unsymmetrischen Belastungen, insbesondere beim Ausfall einer Phase, unwirksam. Eine andere Dreiecksanordnung von Magneten, die den zuletzt genannten Nachteil nicht aufweist, benutzt einen Verklinkungsmechanismus, der, wie aus der Schutzschaltertechnik bekannt ist, empfindlich und verhältnismäßig aufwendig ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz von Drehstromverbrauchern gegen Einphasen- oder unsymmetrische Belastung, bei der die Schaltvorrichtung in Abhängigkeit vom Gleichgewicht der Kräfte dreier je durch den Strom einer Phase erregter Elektromagnete gebracht ist. Erfmdungsgemäß wirken die beweglich angeordneten Magnetkerne über ein Kugelgelenk auf eine Schaltvorrichtung. Vorzugsweise werden die Magnete um 120° gegeneinander versetzt angeordnet. Ein Beispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

In Fig. 1 bedeuten 1, 2 und 3 die um 120° versetzten und von je einem Phasenstrom erregten Elektromagnete, deren beweglich angeordnete Kerne 4, 5 und 6 mit dem zentralen Ring 7 durch Schnüre od. dgl. verbunden sind. Das labile Gleichgewicht der Anordnung wird durch die Federn 8, 9 und 10 stabilisiert. Durch den Ring 7 ist ein Kugelgelenk 11 angeordnet, dessen Bedeutung aus Fig. 2, in der es mit 15 bezeichnet ist, entnommen werden kann. Hier sind mit 16 und 17 zwei der drei Elektromagnete mit ihren Kernen 18 und 19 angedeutet. In der Zeichnung ist der Fall der symmetrischen Belastung, also gleicher Phasenströme und daher gleicher Kräfte auf die

Schutzvorrichtung

für Drehstromverbraucher

gegen unsymmetrische Belastung

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Helmut Ludwig, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Magnetkerne 4, 5 und 6 dargestellt. Dem entspricht der in Fig. 2 dargestellte ausgestreckte Zustand des Kugelgelenks entgegen dem Zug der Federn 20 und 21. Tritt dagegen eine Unsymmetrie in der Belastung ein oder fällt eine Phase aus, so wird das Gleichgewicht wegen der Ungleichheit der auf die Magnetkerne wirkenden Anzugskräfte gestört und in der Folge das Kugelgelenk ausgewinkelt. Dies führt zur sprungartigen Schließung der Kontakte 22 und 23. Der weiter dadurch betätigte Schaltmechanismus, der etwa beim Schließen der Kontakte das Ausschalten sämtlicher Phasen zur Folge hat, ist nicht eingezeichnet, da er nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört und außerdem hierfür zahlreiche Schaltmoglichkeiten bekannt sind.

Durch die Dimensionierung der Kraft der Federn 8, 9 und 10 einerseits und der Federn 20 und 21 andererseits, ferner durch die Wahl der Größe des Ringes 7 läßt sich die Ansprechempfindlichkeit der Anordnung verändern und nötigenfalls auf eine extreme Empfindlichkeit einstellen. Insbesondere ist zu erreichen, daß die Schließung der Kontakte sehr schnell erfolgt, so daß die Anordnung eine gute Schaltleistung aufweist.

An Stelle der Kontakte 22, 23 des vorstehend beschriebenen Beispiels können auch mehrere Einfachoder Doppelunterbrechungen zur gleichzeitigen Schaltung mehrerer Stromkreise angeordnet werden.

Durch Dämpfung der Magnetkerne, z. B. durch Öl- oder Luftdämpfung, kann die Anordnung gegen kurzzeitige Belastungsunsymmetrien h
macht werden.

g gg
unempfindlich ge

709' 697/318

Die Erfindung läßt sich mit Vorteil nicht nur zu einer hier als Beispiel angegebenen Betätigung eines Ausschaltmechanismus verwenden, sondern darüber hinaus als Meß-, Regel- oder Steuerglied ausbilden. Als Beispiel sei die Möglichkeit erwähnt, die Flächen der Kontakte 22, 23 als Kondensatorplatten auszubilden und ihre Abstandsänderung zur kapazitiven Steuerung einer Meß-, Regel- oder Steuereinrichtung auszunutzen. Schließlich läßt sich der Erfindungsgedanke dahingehend erweitern, daß mehr als drei Elektromagnete verwendet werden, über die weitere Einflußgrößen berücksichtigt werden können.

Claims (3)

PaTENTANSPKÜCHE:

1. Vorrichtung zum Schutz von Drehstrom-Verbrauchern gegen Emphasen- oder unsymmetrische Belastung, bei der die Schaltvorrichtung in

15 Abhängigkeit vom Gleichgewicht der Kräfte dreier je durch den Strom einer Phase erregter Elektromagnete gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglich angeordneten Magnetkerne über ein Kugelgelenk auf eine Schaltvorrichtung wirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfung der Beweglichkeit der Magnetkerne, z. B. durch öl- oder Luftdämpfung, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu Meß-, Steuer- oder Regelzwecken, z. B. zur kapazitiven Steuerung unter Ersatz der Kontakte durch Plattenkondensatoren, verwendet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 721 555.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 697/318 9.