DE1126976B

DE1126976B - Schutzeinrichtung gegen vorzeitiges Ansprechen eines UEberstrom fuehrenden mehrphasigen Lasttrennschalters

Info

Publication number: DE1126976B
Application number: DES60610A
Authority: DE
Inventors: Horst Heidenreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-11-14
Filing date: 1958-11-14
Publication date: 1962-04-05

Description

Schutzeinrichtung gegen vorzeitiges Ansprechen eines Überstrom führenden mehrphasigen Lasttrennschalters In elektrischen Mehrphasennetzen werden häufig die Abzweige über Reihenschaltungen von Hochspannungssicherungen und Lasttrennschalter geführt. Um nach Ansprechen einer Hochspannungssicherung einen unsymmetrischen Betrieb zu vermeiden, wird meist die allpolige Ausschaltung des Lasttrennschalters durch das Ansprechen nur einer Hochspannungssicherung verlangt. Bei einer bekannten Ausführung wirken die Schlagstifte der Sicherungen auf einen gemeinsamen Schlagteller, der um einen Hebelarm drehbar befestigt ist. Der Hebelarm hat eine Klinke, die auf ein unter Federdruck stehendes Getriebe einwirkt, welches seinerseits den Lastschalter zum Ansprechen bringt. Bereits beim Abschalten einer einzigen Sicherung wird -der Lastschalter mit geringem Verzug ausgelöst. Da die Hochspannungssicherungen nicht unbedingt gleichzeitig unterbrechen, was eine Folge der verschieden langen Schmelzzeiten im Bereich der zugelassenen Toleranzen ist, kann der Lasttrennschalter durch die zuerst ansprechende Sicherung bereits dann ausgelöst sein, wenn die anderen Sicherungen noch gar nicht unterbrochen haben. Hierbei besteht die Gefahr, daß die nicht unterbrochenen Phasenleiter einen Fehlerstrom führen, der über dem zulässigen Ausschaltstrom des Lasttrennschalters liegt. Hierdurch kann der Lasttrennschalter überfordert und die Betriebssicherheit der zugeordneten Anlage gefährdet werden.
Die Erfindung bringt eine Verbesserung an einer Schutzeinrichtung gegen vorzeitiges Ansprechen eines Überstrom führenden mehrphasigen Lasttrennschalters, der mit Hochspannungssicherungen in den einzelnen Phasenleitern in Reihe geschaltet ist und über ein Zeitglied in Ausschaltabhängigkeit von der zuerst ansprechenden Hochspannungssicherung steht. Gemäß der Erfindung ist das Zeitglied derartig bemessen, daß seine Zeiteinstellung größer ist als der für die Hochspannungssicherungen zugelassene Zeittoleranzbereich. Auf diese Weise wird erreicht, daß die nach dem Durchschmelzen der ersten Sicherung ansprechenden übrigen Hochspannungssicherungen, die einen Fehlerstrom führen, ihren Stromkreis unterbrechen, bevor der Lasttrennschalter abgeschaltet hat. Dadurch wird vermieden, daß der Lasttrennschalter zerstört wird.
Zur näheren Erläuterung wird auf die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung verwiesen. Es zeigt Fig. 1 schematisch die neue Schutzeinrichtung mit elektromagnetischem Auslöser für den Lasttrennschalter, Fig. 2 schematisch die neue Schutzeinrichtung mit mechanischem Auslöser für den Lasttrennschalter. In den Fig. 1 und 2 sind gleiche Schalt- und Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 sind die Hochspannungssicherungen 1, 2 und 3 an die Phasenleiter R, S und T eines Drehstromnetzes angeschlossen. Das andere Ende der Sicherungen führt über entsprechende Klemmkontakte 4, 5 und 6 zu den Klemmen eines nicht dargestellten Lasttrennschalters und von diesem zu den eigentlichen Verbrauchern. Die Hochspannungssicherungen 1, 2 und 3 sind jeweils mit einem Schlagstift 7, 8 und 9 ausgerüstet. Dieser Schlagstift befindet sich dann, wenn die Hochspannungssicherung nicht ausgelöst hat, im Innern des Hohlzylinders der Hochspannungssicherung. Beim Ansprechen einer Hochspannungssicherung wird der Schlagstift unter Federkraft nach unten herausgedrückt. Für jeden Schlagstift ist ein Schlagteller 10, 11 und 12 vorgesehen, der jeweils an einem Hebelarm 13, 14 und 15 befestigt ist. Die Hebelarme 13,14 und 15 sind drehmomentenschlüssig mit einer Auslösewelle 16 verbunden. Am rechten Ende der Auslösewelle 16 befindet sich ein Ringrohr 17, das über ein Haltestück 18 mit der Auslösewelle 16 verbunden ist. Das Ringrohr 17 kann z. B. aus Glas oder einem anderen Isolierstoff bestehen, zumindest aber muß seine Innenfläche isoliert sein. In einem Halbbogen dieses Ringrohres 17 sind zwei Kontakte 19 und 20 eingelassen, die isoliert durch die Außenwand des Ringrohres 17 nach innen geführt sind. Das Ringrohr ist zum Teil mit einer leitenden Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, gefüllt. An einer Stelle ist das Ringrohr durch ein Drosselventil 21 verengt. Der Kontakt 19 ist direkt mit dem einen Ende der Auslösespule 22 für den Lasttrennschalter und der Kontakt 20 ist über eine Stromquelle mit dem anderen Ende der Auslösespule 22 verbunden. Wird die Auslösespule 22 erregt, so öffnet der Lasttrennschalter.
Spricht eine der Hochspannungssicherungen 1, 2 oder 3 an, während die übrigen Sicherungen noch nicht angesprochen haben, so schlägt zunächst der Schlagstift dieser Hochspannungssicherung auf den Schlagteller des zugeordneten Hebelarmes, und dieser verdreht, da er mit der Auslösewelle 16 drehmomentenschlüssig verbunden ist, die Auslösewelle 16 und das Ringrohr um einen bestimmten Winkelweg. Das Ringrohr befand sich vorher in der Ruhestellung, d. h., die Kontakte 19 und 20 wurden vom Quecksilber nicht berührt. Es bestand also keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten. Ausgelöst durch den Schlagstift der zuerst ansprechenden Hochspannungssicherung hat sich das Ringrohr so gedreht, daß der Halbbogen mit den beiden Kontakten 19 und 20 (wie in der Fig. 1 dargestellt) die untere Stellung einnimmt. Das im Ringrohr vorhandene Quecksilber fließt nunmehr über das Drosselventil 21 in den Halbbogen mit den beiden Kontakten 19 und 20. Da das Drosselventil das Quecksilber nur langsam in den Halbbogen mit den beiden Kontakten 19 und 20 fließen läßt, wird eine bestimmte Zeit benötigt, bis zwischen den beiden Kontakten 19 und 20 elektrische Verbindung besteht. Diese Zeit ist so bemessen, daß sie größer ist als die zugelassene Toleranz in der Schmelzzeit der Hochspannungssicherungen. Die übrigen Fehlerüberstrom führenden Hochspannungssicherungen werden also ihren Stromkreis unterbrechen, bevor der Lasttrennschalter abgeschaltet hat. Erst nachdem die beiden Kontakte 19 und 20 durch das Quecksilber miteinander elektrisch verbunden sind, schaltet auch der Lasttrennschalter ab.
Wird durch das Ansprechen nur einer Hochspannungssicherung der Überstrom beseitigt, so wird der Lasttrennschalter über das Zeitglied ebenfalls verzögert zum Abschalten angeregt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß an Stelle der elektrischen Auslösung eine mechanische Auslösung vorgesehen ist. Hierzu ist auf dem rechten Ende der Auslösewelle 16 eine Klinkenvorrichtung 23 befestigt. Diese Klinkenvorrichtung enthält eine Klinke 24, gegen die sich in der Ruhestellung von links die Hebelstange 25 abstützt. Die Hebelstange steht dabei ; unter dem Zug der Feder 26. An ihrem oberen Ende ist an diese Hebelstange eine Kolbenstange 27 angelenkt. Das andere Ende der Kolbenstange 27 ist mit einem Kolben 28 verbunden, der seinerseits in einem Zylinder 29 geführt ist. Der Zylinder 29 ist mit einem ; Druckmittel, z. B. Luft oder Öl, gefüllt. Seine Öffnung 30 ist mit einem Drosselventil 31 verbunden, das seinerseits zu einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter oder ins Freie führt. Die Hebelstange 25 ist bei 32 drehbar gelagert. Ihr Endstück ist so ausgebildet, daß dieses bei Drehung der Hebelstange 25 um den Drehpunkt 32 gegen ein mechanisches Auslöseglied 33 des nicht dargestellten Lasttrennschalters schlägt.
Spricht eine der Hochspannungssicherungen an, so schlägt der Schlagstift auf den zugeordneten Schlagteller des Hebelarmes, der seinerseits die Auslösewelle und damit die Klinkenvorrichtung 23 dreht. Die Klinke 24 der Klinkenvorrichtung 23 gibt der Hebelstange 25 den Weg (nach rechts) frei, und diese steht nun allein unter dem Zug der Feder 26. Die Bewegung der Hebelstange wird durch den Kolben 28 mit Kolbenstange 27 gehemmt, da der Kolben 28 zunächst das- im Zylinder 29 vorhandene Druckmittel über das Ventil 31 hinausdrücken maß. Die Abströmgeschwindigkeit des Druckmittels aus dem Zylinder 29 wird durch die Öffnung des Drosselventils 31 bestimmt. Das untere Ende der Hebelstange 25 benötigt also eine gewisse Zeit, bis es mit dem mechanischen Auslöseglied des Lasttrennschalters in Berührung kommt und diesen zum Ansprechen bringt. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Schutzeinrichtung nach Fig. 2 die gleiche wie der nach Fig. 1.
Um eine leichte Anpassung der in den Zeitgliedern nach Fig. 1 und 2 eingestellten Zeit durchführen zu können, können die in diesen Zeitgliedern vorgesehenen Drosseln und Drosselventile einstellbar gemacht werden. .
An Stelle der beschriebenen Zeitglieder können auch andere mechanische oder elektrische Zeitglieder verwendet werden. So ist es z. B. auch möglich, ein elektrisches Zeitglied zu verwenden, dessen Einschaltung über drei parallel geschaltete Kontakte, die jeweils einem Schlagstift der Hochspannungssicherungen zugeordnet sind, die Abschaltung des Lasttrennschalters rein elektrisch vorzunehmen. Schließt einer der Schlagstifte einen der parallel geschalteten Kontakte, so wird das Zeitglied angeregt, das dann seinerseits nach einer bestimmten Zeit die Abschaltung des Lasttrennschalters einleitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schutzeinrichtung gegen vorzeitiges Ansprechen eines überstrom führenden mehrphasigen Lasttrennschalters, der mit Hochspannungssicherungen in den einzelnen Phasenleitern in Reihe geschaltet ist und über ein Zeitglied in Ausschaltabhängigkeit von der zuerst ansprechenden Hochspannungssicherung steht, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Zeitgliedes, daß seine Zeiteinstellung größer ist als der für die Hochspannungssicherungen zugelassene Zeittoleranzbereich.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däß das Zeitglied eine Auslösewelle mit je einem für jede Hochspannungssicherang drehmomentenschlüssig befestigten Hebelarm hat, die ihrerseits jeweils (lose oder fest) mit einem Schlagstift der zugeordneten Hochspannungssicherung gekuppelt sind.
3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied ein mindestens. in seinem Inneren isoliertes und teilweise mit leitender Flüssigkeit gefülltes Ringrohr dient, dessen Querschnitt an einer Stelle durch ein Drosselventil verengt ist und dessen einer Halbbogen zwei nach außen führende Kontakte für den Stromkreis des Auslösegliedes des Lasttrennschalters aufweist.
4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied ein Kolbenzylinder dient, dessen unter Federdruck stehender Kolben mit einem Auslöseglied für den Leistungstrennschalter gekuppelt ist und dessen Zylinder über ein Drosselventil mit einem Druckmittelbehälter verbunden ist.
5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil einstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 693 603, 689 915, 687 295, 658 748, 598 399, 547 270; schweizerische Patentschrift Nr. 316 529; französische Patentschrift Nr. 786 219.