DE1965504A1 - Metallumschlossener Trennschalter mit Erdungsvorrichtung - Google Patents

Metallumschlossener Trennschalter mit Erdungsvorrichtung

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DE1965504A1 DE19691965504 DE1965504A DE1965504A1 DE 1965504 A1 DE1965504 A1 DE 1965504A1 DE 19691965504 DE19691965504 DE 19691965504 DE 1965504 A DE1965504 A DE 1965504A DE 1965504 A1 DE1965504 A1 DE 1965504A1
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Description

PATENTANWALT
Dipl.-ing. E. F. ElTrIER
80OO München *
Schlotthaueretraüa a
TeL (0811) 65 23 SI
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j Dart nicht geändert werden
N.V. 11C 0 Q», ü t r β c h t ,
Kanaalweg 72 (Holland)
"Uetallumschlossener Trennschalter mit Erdungsvorrichtung11
Pie Erfindung bezieht sich auf einen aetallumschlossenen Trennschalter für hohe Spannung mit mehrfacher Unterbrechung, versehen mit einer in Bezug auf Erde isoliert angeordneten, nur über eine Signal- und Sicherungsschaltung mit Erde verbundenen» metallenen Umhüllung, in der zwei in Entfernung voneinander angeordnete feste Kontakte und zwei im Baum zwischen den festen Kontakten angeordnete, je mit einem festen Kontakt zusammenarbeitende, -bewegliche Schaltkontakte isoliert untergebracht sind, welche beweglichen Schaltkontakte mindestens im geschlossenen Zustand des Trennschalters elektrisch leitend miteinander verbunden sind und durch einen an der Umhüllung befestigten Isolator getragen werden, der den Baum
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innerhalb der Umhüllung in zwei gasdicht voneinander getrennte je einen feste Kontakt und einen beweglichen Schaltkontakt enthaltende Schalträuae verteilt, sowie mit einer Vorrichtung zum Erden der beweglichen Schaltkontakte im geöffneten Zustand des Trennschalters.
' Ein Trennschalter dieser Bauart ist Gegenstand der niederländischen Patentanmeldung 69.ÖOO61 vom 3. Januar 1969. Die Erfindung hat den Zweck diesen früher konstruierten Schalter derart zu verbessern, dass, wenn ein Erdschluss auftritt, in einfacher Weise gezeigt wird, in welchem der beiden Schalträume der Erdschluss aufgetreten ist. Sie besteht darin, dass die je einen Schaltraum umgebenden Teile der Umhüllung auch in Bezug aufeinander isoliert und je über einen eigenen mit der Signal- und Sicherungsschaltung zusammenarbeitenden Leiter mit Erde verbunden sind und dass die beweglichen Schaltkontakte im geöffneten Zustand des Trennschalters derart mit der Signal- und Sicherungsschaltung gekoppelt sind und diese Schaltung so ausgeführt ist, dass beim Erdschluss im Trennschalter signaliert wird, in welchem der beiden Schalträume der Erdschluss stattgefunden hat.
Der Trennschalter kann zum Erreichen der erwünschten selektiven Signallerung und Sicherung derart ausgeführt sein, dass jeder bewegliche Schaltkontakt mit einem eigenen Erdungsschalter und einem eigenen Teil der Signal- und Sicherungsschaltung zusammenarbeitet und dass die beweglichen Schaltkontakte über einen Hilfsschalter miteinander gekuppelt sind, welcher Hilfs-8Chalter im geschlossenen Zustand des Trennschalters geschlossen und im geöffneten Zustand des Trennschalters geöffnet ist. In diesem Falle werden zwei getrennte Signal- und Sicherungskreise verwendet. Wird bei diener Ausführung ein Trennschalter mit in entgegengesetzten Richtungen axial.beweglichen koaxialen Schaltstiften gebraucht, so können die Schaltstifte je in einem eigenen durch den Isolator getragenen, elektrisch leitend
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damit verbundenen, metallenen Rohrstück angeordnet sein. Die Rohrstücke können dann weiter in axialer Entfernung voneinander und in 3esug aufeinander isoliert im Isolator und ein durch einen Schaltstift betätigbarer Schiebekontakt kann in den Rohrstücken angeordnet sein, wobei dieser Schiebekontakt mit diesen Rohrstücken den Hilfsschalter bildet und im geschlossenen Zustand des Trennschalters eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen Rohrstücken und den Schaltstiften bildet und in geöffneten Zustand des Trennachalters die Schaltetifte elektrisch voneinander getrennt hält. Bei dieser Ausführung ist der Hilfsschalter automatisch mit den Schaltstiften gekuppelt, sodass ein gesonderter Antrieb dafür unterbleiben kann.
V.'enn der Trennschalter mit zwei durch einen durch den Isolator hindurchgeführten Leiter dauernd elektrisch leitend miteinander verbundenen beweglichen Schaltkontakten und einem in nur einem der beiden Schalträume vorhandenen, mit beiden Schaltkontakten zusammenarbeitenden Erdungssehalter versehen ist, so kann der Trennschalter mit Vorteil derart ausgeführt v/erden, dass der Leiter zwischen den zwei beweglichen Schaltkontakten, der Leiter zwischen dem den Schaltraum mit dem Erdungsschalter umgebenden Teil der Umhüllung und Erde und der Leiter zwischen dem den anderen Schaltraum umgebenden Teil der Umhüllung und Erde je mit einem eigenen auf den Strom im betreffenden Leiter ansprechenden Eingangskreis einer zwischen diesen Leitern und einem Signal- und Sicherungssystem geschalteten zusammengesetzten Steuerschaltung gekoppelt sind, die beim Erdschluss " im einen Schaltraum das Signal- und Sicherungssystern in den einen und beim Erdschluss im anderen Schaltraum dieses Systemes in den anderen Zustand zweier wirksamer Zust'ände bringt. Eine zuverlässige Ausführung des Trennschalters mit dieser selektiven Signal- und Sicherungsschaltung wird erreicht, wenn diese Leiter je über einen Stromwandler mit diesen Eingangskreisen der Steuerschaltung gekoppelt sind, die Steuerschaltung
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zwei Summierungetransforinatoren aufweist, die je mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung versehen sind, von welchen Summierungstransformatoren die einen Primärwicklungen in Reihe geschaltet sind und durch den mit dem Leiter zwischen den beweglichen Schaltkontakten gekoppelten Stromwandler gespeist werden, die andere Primärwicklung des einen Summierungstransformators durch den mit dem Leiter , zwischen der Umhüllung des Schaltraumes mit dem Erdungsschalter und Erde gekoppelten Stromwandler gespeist wird und zur erstgenannten Primärwicklung dieses Summierungstransformators geschaltet ist, die andere Primärwicklung des anderen Summierungstransformators durch den mit dem Leiter zwischen der Umhüllung des anderen Schaltraumes und Erde gekoppelten ■Stromwandler gespeist wird und zur erstgenannten Primärwicklung dieses anderen Summierungstransformators gleichgeschaltet ist, und wenn die Sekundärwicklungen in Gegenschaltung mit einer doppelwirkenden Signal- und Sicherungsvorrichtung verbunden sind.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Trennschalters mit einer selektiven Signal- und Sicherungsschaltung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Sarstellung eines anderen Trennschalters mit einer selektiven Signal- und Sicherungsschaltung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Trennschalters nach Fig. 2 mit einer Variante der Signal- und Sicherungsschaltung.
In der Zeichnung sind 1 und 2 zwei voneinander und in Bezug auf Erde isolierte rohrformige Teile einer metallenen Umhüllung. Diese zwei Teile der metallenen Umhüllung sind durch
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einen acheibenforiaigen Isolator 3 voneinander isoliert. Dieser Isolator trägt zwei koaxiale metallene Rohre 4» 5» die sich in der Achse der Teile 1, 2 der Umhüllung erstrecken. Die Rohre 4» 5 sind durch einen Baum 6 voneinander isoliert und sie tragen je einen axial beweglichen Schaltstift 7, 8. Diese Schaltstifte wirken mit festen Kontakten 9, 10 zusammen und sie werden mittels Schraubenstangen 11, 12 bewegt, die über einen Antriebsmechanismus 13 durch eine Antriebswelle 14 angetrieben werden können. Die Schraubenstangen 11, 12 wirken mit isoliert in den Schaltstiften 7, 8 angeordneten Muttern 15, 16 zusammen. Die Bohre 4, 5 tragen weiter je einen beweglichen Erdungskontakt 17, 18 der im ausgeschalteten Zustand des Trennschalters mit einem elektriech leitend mit der Umhüllung 1 bzw, 2 verbundenen festen Kontakt 19 bzw. 20 in Berührung gebracht wird. Die Erdungskontakte 17, 18 werden in nicht näher angegebener Weise durch die Schaltstifte 7, 8 betätigt und zwar so, dass sie gerade bevor die Schaltkontakte 7, 8 den ausgeschalteten Stand errdenen durch diese Schaltkontakte aus dem mit vollen Linien dargestellten unwirksamen in den punktiert dargestellten wirksamen Stand gedruckt werden, und gerade nachdem die Schaltstifte 7, 8 den ausgeschalteten Stand verlassen haben, aus dem wirksamen Stand in" den unwirksamen Stand geschwenkt und verriegelt werden. Die Teile 1, 2 der Umhüllung und daher auch die festen Erdungskontakte 19, 20 sind je durch einen Leiter 21 bzw* 22 mit Erde verbunden. Die Leiter 21, ä 22 sind je über einen Stromwandler 23 bzw. 24 mit einer eigenen Signal- und Sicherungsvorriqhtung 25 bzw. 26 gekoppelt·
Im eingeschalteten Zustand des Trennschalters ist der isolierende P»um 6 durch einen Schiehekontakt 27 überbrückt, der an ei .em im Bohr 5 verschiebbaren Block 28 befestigt ist, das durch eine Feder 29 in die gezeichnete Lage gedruckt wird, in der der Schiebekontakt 27 die Bohre 4 und 5 und daher auch die Schaltstifte 7 und 8 elektrisch leitend
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miteinander verbindet« Wenn der Schalter ausgeschaltet wird» so werden die Schalt st if te f, 8 zueinander bev/egt und das Block 28 mit dem Schiebekontakt 27 wird dann gegen den Antriebsmechanismus 13 gedrückt, sodass die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Rohren 4 und 5 unterbrochen wird. Die Schalträume welche durch den Isolator 3 räumlich und elektrisch voneinander getrennt sind, sind dann je gesondert mit Erde verbunden. Dies bedeutet, dass, wenn der Schalter sich im ausgeschalteten Zustand befindet und die Schaltstifte 7, 8 mit Erde verbunden sind, ein Erdschluss zwischen z.B. dem festen Kontakt 9 und der Umhüllung 1 oder ein Durchschlag vom festen Kontakt 9 zum ausgeschalteten Schaltstift 7 einen Erdstrom durch den Leiter 21 erzeugt, sodass die Signal- und Sicherungsvorrichtung 25 in V/irkung gesetzt wird. Durch die Scheidung bei 6 hat der Erdschluss oder der Durchschlag im durch die Umhüllung 1 umgebenen Schaltraum auf den Zustand im durch die Umhüllung 2 umgebenen Schaltraum keinen Einfluss, sodass die Signal- und Sicherungsvorrichtung 26 unwirksam bleibt. Aber, bei einer Störung im letzterwähnten Schaltraum wird die Signal- und Sicherungsvorrichtung 26 durch den durch den Leiter 22 hindurchfliessenden Erdstrom gespeiet, während die Vorrichtung 25 in Kühe bleibt.
Beim Trennschalter nach Flg. 2 und 3 sind die beweglichen Schaltkontakte 30, 31 durch einen Leiter 32 dauernd elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Schaltkontakte 30» 31 wirken mit festen Kontakten 33, 34 zusammen und im ausgeschalteten Zustand des Trennschalters wird nur der Schaltkontakt 30 mit einem festen Erdungskontakt 35 in Berührung gebracht. -Die Teile 1 und 2 der Umhüllung, die durch den Isolator 3 voneinander isoliert sind, sind je durch den Leiter 21 bzw. 22 mit dem Stromwandler 23 bzw. 24 mit Erde verbunden. Um den Leiter 32 ist die Sekundärwicklung 36 eines dritten Stromwandlers angeordnet.
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Die Schaltung für die selektive Signalierung und Sicherung nach Fig. 2 enthält zwei Summierungatransforrnatoren 37, 38, die je mit zwei Primärwicklungen 39, 40 und 41, 42 und einer Sekundärwicklung 43, 44 versehen sind. Die Primärwicklung
39, 41 iet Qit dem Stromwandler 23 bzw. 24 verbunden. Die Primärwicklungen 40, 42 sind in Reihe geschaltet und sie werden durch den Stromwandler 36 gespeiet. Die Y/icklungen 39 und 40 eind in Gleichschaltung und die Wicklungen 41,und 42 sind in Gegenschaltung auf den Sumaierungstransformatoren 37, 38 angebracht. Die Sekundärwicklungen 43, 44 der Summierungstransformatoren 37, 38 speisen zusannen ein doppelwirkendes Relais 45 mit zwei gegeneinander arbeitenden Spulen 46, 47. Dieaes Relais schliesst mit Hilfe eines Kontaktes 48 Λ den Stromkreis einer Signal- und Sicherungsvorrichtung 49, wenn die Spule 46 durch die Transformatorwicklung 43 gespeist wird, und nit Hilfe eines Kontaktes 50 den Stromkreis einer Signal- und Sicherungsvorrichtung 51, wenn die Spule 47 durch die Transformatorwicklung 44 gespeist wird. Diese Vorrichtung wirkt nie folgt:
Befindet der Trennschalter sich im eingeschalteten gustand, so kann durch den Leiter 32 ein Strom fliessen und über den Stromwandler 36 kann ein Strom durch die Primärwicklungen
40, 42 der Transformatoren 37, 38 fliessen. In diesen Falle werden beide Spullen 46, 47 des Relais 45 gespeist, sodass dieses Relais in der Ruhelage festgehalten wird und die Vox- (| richtungen 49» 51 unwirksam bleiben. Im ausgeschalteten Zustand des Trennschalters ist die Umhüllung 1 durch den Leiter 21 mit Erde verbunden und die Schaltkontakte 30, 31, der Leiter 32 und die Umhüllung 2 liegen dann über den Leiter an Erde. Wenn ein Erdschluss zwischen dem festen Kontakt 34 und der Umhüllung 1 auftritt, so fliesst der Erdstrom durch den Leiter 21 und nur die Spule 46 des Relais 45 wird dann über den Transformator 37 gespeist, sodass der Kontakt 48 geschlossen und die Signal- und Sicherungsvorrichtung 49 in '
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Wirkung gesetzt wird. Yfird die isolierende Strecke zwischen den festen Kontakt 34 und dem Schaltkontakt 31 durchgeschlagen, so fliesst ein Strom durch die Leiter 32 und 22. Lies hat die Folge, dass die Primärwicklungen 40 und 42 durch den Stroawandler 36 gespeist werden und dass die Primärwicklung 41 vom Stromwandler 24 Strom empfängt. Da die Wicklungen 41 und 42 gegeneinander geschaltet sind, bleibt der Transformator 38 unwirksam, sodass die Spule 47 des Relais 45 stromlos bleibt. Aber durch die Primärwicklung 40 wird eine Spannung in die Sekundärwicklung 43 induziert, sodass die Spule 46 des Relais 45 gespeist, der Kontakt 48 geschlossen und die Signal- und Sicherungsvorrichtung 49 in Wirkung gesetzt wird. Auch in diesen Falle wird daher die innerhalb der Umhüllung 1 auftretende Störung durch die Vorrichtung 49 angedeutet. Wenn aber ein Erdschluss zwischen dem festen Kontakt/und dem Schaltkontakt 30 auftritt, so fliesst ein ErdetroQ durch den Leiter 22, sodass nur die Primärwicklung 41 des Transformators 38 gespeist wird. Dadurch wird über' die Sekundärwicklung 44 die Spule 47 des Relais 45 erregt, sodass der Kontakt 50 geschlossen wird und die Signal- und Sicherungsvorrichtung 51 in Wirkung tritt. Auch bei dieser Ausführung wird daher signallert, in welchem der beiden Schalträume eine Störung auftritt;
Bei der Schaltung nach Fig. 3 sind die Summierungstransformatoren 37, 38 und das doppelwirkende Beiais 45 der Schaltung nach Fig. 2 durch drei Relais 52, 53, 54 ersetzt. Bei dieser Vorrichtung wird das Relais 52 durch den Stromwandler 23 gespeist, während das Relais 53 durch den Stroawandler 36 und das Relais 54 durch den Stromwandler 24 gespeist wird. Tritt das Relais 52 in Wirkung, so wird der Kontakt 55 geschlossen. Wird das Relais 53 gespeist, so wird der Kontakt 56 geöffnet. Der Kontakt 57 wird dann geschlossen und das Relais 54 zieht seinen Anker an, sodass die Kontakte 58 und 59 geschlossen «erden. Diese Vorrichtung wirkt wie folgt:
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Beim Erdschluss zwischen dem festen Trennschalterkontakt 34 und der Umhüllung 1 fliesst der Erdstrom durch den Leiter 21, sodass nur das Relais 52 gespeist und der Stromkreis der Signal- und Sicherungsvorrichtung 49 durch den Kontakt 55 geschlossen wird. Tritt · zwischen dem festen Kontakt 34 und dem Sehaltkontakt 31 ein Durchschlag auf, so fliesst ein Erdstrom durch den Leiter 32 und den Leiter 22, sodass die Heiais 53 und 54 durch die Stromv/andler 36 und 24 erregt werden. Die Folge davon ist, dass der Stromkreis der Signal- und Sicherungsvorrichtung 49 durch die Reihenschaltung der geschlossenen Kontakte 57 und 59 geschlossen wird. Die Signal- und Sicherungsvorrichtung 51 bleibt aber unwirksam, da der Kontakt 56 dann geöffnet wird. Wenn der Erdschluss oder der Durchschlag im durch die Umhüllung 2 umgebenen Schaltraum auftritt, so fliesst der Erdstrom nur durch, den Leiter 22, sodass nur das Relais 54 erregt v/ird und der Stromkreis der Signal- und Sicherungsvorrichtung 51 durch den Kontakt 56 geschlossen wird. Die Vorrichtung 49 bleibt unwirksam, da dann die Kontakte 55 und 57 geöffnet bleiben. Wenn der Trennschalter geschlossen ist und Verbrauchsstrom durch den Leiter 32 fliesst, so wird über den Stromwandler 36 nur das Relais 53 gespeist, sodass der Kontakt 56 geöffnet und der Kontakt 57 geschlossen wird. Die Relais 52 und 54 bleiben in der Ruhelage, sodass die Kontakte 55» 58 und 59 geöffnet bleiben und keine der beiden Signal- und Sicherungsvorrichtungen 49» 51 in Wirkung gesetzt wird. -Λ
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Claims (5)

ίο : ■■?"" ■ Patentansprüche · LM. ".
1. Metallunischlossener Trennschalter für hohe Spannung mit mehrfacher Unterbrechung, versehen mit einer in Bezug auf Erde isoliert angeordneten,-nur über eine Signal- und Sicherungsschaltung mit Erde verbundenen, aetallenen Umhüllung, in der .zwei in Entfernung voneinander angeordnete feste Kontakte und zwei im Baum zwischen den festen Kontakten angeordnete, je mit einem festen Kontakt zusammenarbeitende, bewegliche Schaltkontakte isoliert untergebracht sind, welche beweglichen Schaltkontakte mindestens im geschlossenen Zustand des Trennschalters elektrisch leitend miteinander verbunden sind und durch einen an der Umhüllung befestigten Isolator getragen werden, der den Baum innerhalb der Umhüllung in zwei gasdicht voneinander getrennte, je einen festen Kontakt und einen beweglichen Schaltkontakt enthaltende Schalträune verteilt, sowie mit einer Vorrichtung zum Erden der beweglichen Schaltkontakte iai geöffneten Zustand des Trennschalters, dadurch gekennzeichnet f dass die je einen Schaltrauia umgebenden Teile der Umhüllung auch in Bezug aufeinander isoliert und je über einen eigenen alt der Signal- und Sicherungsschaltung zusammenarbeitenden Leiter mit Erde verbunden sind und das3 die beweglichen Schaltkontakte im geöffneten Zustand des Trennschalters derart rait der Signal- und Sicherungsschaltung gekoppelt sind und diese Schaltung so ausgeführt ist, dass beim Erdschluss im Trennschalter signaliert wird, in welchem der beiden Schalträume der Erdschluss stattgefunden hat.
2. Metallumschlossener Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder bewegliche Schaltkontakt-mit einem eigenen Erdungsschalter und einem eigenen Seil der Signal- und Sicherungsschaltung zusammenarbeitet und dass die beweglichen Schaltkontakte über einen Hilfssehaltex miteinander gekuppelt sind, welcher Hilfsschalter im geschlossenen Zustand des Trennschalters geschlossen und im geöffneten Zustand des
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Trennschalters geöffnet ist.
3. Lletallumschlossener Trennschalter nach Anspruch 2, ait in entgegengesetzten Sichtungen axial beweglichen koaxialen Schaltstiften, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstifte Je in einen eigenen durch den Isolator getragenen, elektrisch leitend damit verbundenen, metallenen Bohrstück angeordnet sind, die Rohrstücke in axialer Entfernung voneinander und in Bezug aufeinander isoliert im Isolator angebracht sind und dass in den Rohrstücken ein durch einen Schaltstift betätigbarer Schiebekontakt angeordnet ist, der mit diesen Rohr stücken den Hilfsschalter bildet und im geschlossenen Zustand des Trennschalters eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen Rohrstücken und den Schaltstiften bildet und im geöffneten Zustand des Trennschalters die Schaltstifte elektrisch voneinander getrennt hält.
4. LletalluGischlossener Trennschalter nach Anspruch 1 mit zwei durch einen durch den Isolator hindurchgeführten Leiter dauernd elektrisch leitend miteinander verbundenen beweglichen Schaltkontakten und einen in nur «inem der beiden Schalträuoe vorhandenen, mit beiden Schalt kontakten zusammenarbeitenden Erdungsechalter, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter zwischen den zwei beweglichen Schaltkontakten, der Leiter zwischen dem den Schaltraum mit dem Erdungsschalter umgebenden Teil der Umhüllung und Erde der Leiter zwischen dem den anderen Schalt- f raum umgebenden Teil der Umhüllung und Erde je alt einem eigenen auf den Strom im betreffenden Leiter ansprechenden Eingangskreis einer zwischen diesen Leitern und einem Signal- und Sicherungssystem geschalteten zusammengesetzten Steuerschaltung gekoppelt sind, die beim Erdschluss im einen Schaltraum das Signal- und Sicherungssystem in den einen und beim Erdschluss im anderen Schaltraum dieses Systeses in den anderen Zustand zweier wirksamer Zustände bringt*
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5. tietalluQSChlossener Trennachalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Leiter je über einen Stromwandler mit diesen Eingangskreisen der Steuerschaltung gekoppelt sind, die Steuerschaltung zwei Summierungstransforniatoren aufweist, die je mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung versehen sind, von welchen Suniaierungstransfortnatoren die einen Primärwicklungen in Reihe geschaltet sind und durch den mit dem Leiter zwischen den beweglichen Schaltkontakten gekoppelten Stromwandler gespeist werden, die andere Primärwicklung des einen Summierungstransformators durch den mit dem Leiter zwischen der Umhüllung des Schaltraumes mit dem Erdungsschalter und Erde gekoppelten Stromwandler gespeist wird und zur erstgenannten Primärwicklung dieses Surnmierungstransformators entgegengesetzt geschaltet ist, die andere Primärwicklung des anderen Summierungstransformators durch den mit dem Leiter zwischen der Umhüllung des anderen Schaltraumes und Erde gekoppelten Stromwandler gespeist v/ird und zur erstgenannten Primärwicklung dieses anderen Summierungstransformators gleichgeschaltet ist, und dass die Sekundärwicklungen in Gegenschaltung mit einer doppelwirkenden Signal- und Sicherungsvorrichtung verbunden sind.
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