DE269759C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Wenn in einer Leitung, welche von einem Sammelschienensystem A ausgeht (Fig. i) bei χ ein Kurzschluß gemacht wird, so entsteht ein Spannungsabfall von den Sammelschienen bis zum Punkte x, und an den Schaltern S₁, S₂, S₃ herrschen verschiedene Spannungen e_v e₂, e₃, die um so kleiner sind, je näher sie dem Kurzschluß liegen. If a short circuit is made at χ in a line starting from a busbar system A (Fig. I), there is a voltage drop from the busbars to point x, and different voltages prevail at the switches S ₁ , S ₂ , S ₃ e _v e ₂ , e ₃ , which are smaller the closer they are to the short circuit.

Fig. 2 stellt ein Ringsystem dar, bei welchem die Punkte O, O₁ durch eine starke Leitung verbunden und auf gleichem Potential gehalten sind. Findet bei χ ein Kurzschluß statt, so "sinkt die Spannung von den Enden der Leitung O, O₁ nach χ zu, und an den Schaltern S₃, S₄ entstehen Spannungen e₃, e_v Je näher ein Schalter dem Punkte des Kurzschlusses ist, um so niedriger ist die Spannung. Fig. 2 shows a ring system in which the points O, O _{1 are} connected by a strong line and kept at the same potential. If a short circuit takes place at χ , the voltage drops from the ends of the line O, O ₁ to χ , and voltages e ₃ , e _v arise at switches S ₃ , S ₄ The closer a switch is to the point of the short circuit , the lower the voltage.

Diese Erscheinung ist benutzt worden, um elektrische Netze zu schützen, indem an den betreffenden Stellen Magnete verwendet worden sind, welche von der Spannung erregt werden und deren Zeiteinstellung im ganzen Netz bei gleicher Spannung die "gleiche ist.This phenomenon has been used to protect electrical networks by connecting to the relevant places magnets have been used, which are excited by the voltage and whose time setting is "the same" throughout the network at the same voltage.

Je geringer die Spannung, um so schneller arbeitet der Magnet; infolgedessen werden diejenigen am schnellsten arbeiten, welche am nächsten dem Kurzschluß liegen, entferntere werden ihren Weg nicht vollenden können.The lower the voltage, the faster the magnet works; as a result, those will work the fastest those closest to the short circuit, further away will not be able to complete their path.

Auf den Anker eines solchen Magneten, z. B. K₁ in Fig. 3, wirken nun nach oben ziehend magnetische Kräfte, nach unten Gewichtskräfte. Die Differenz dieser Kräfte ergibt die Beschleunigung, mit welcher der Kern heruntersinkt, und beeinflußt infolgedessen die Zeit.On the armature of such a magnet, e.g. B. K ₁ in Fig. 3, now act upward pulling magnetic forces, downward weight forces. The difference in these forces gives the acceleration with which the core descends and consequently influences the time.

Nun wird gemäß vorliegender Erfindung durch einen besonderen Überwachungsmagneten diese die Geschwindigkeit beeinflussende Kräftedifferenz derart geregelt, daß beim Ansprechen des Uberwachungsmagneten die Rückzugskraft überwiegt, jedoch noch erheblich von der jeweils herrschenden Spannung abhängig ist, daß aber bei seinem Loslassen die magnetische Anzugskraft überwiegt und das Relais K₁ in den Ruhezustand zurückversetzt. ■·>■According to the present invention, this force difference, which influences the speed, is regulated by a special monitoring magnet in such a way that when the monitoring magnet responds, the retraction force predominates, but is still significantly dependent on the voltage prevailing in each case, but that when it is released the magnetic attraction force predominates and the relay K. ₁ returned to sleep. ■ ·> ■

Die Fig. 3 bis 5 zeigen einzelne Ausführungsformen dieses Prinzips; Fig. 3 zeigt eine mechanische Kupplung zwischen dem Uberwachungsmagneten M₂ und dem eigentlichen Arbeitsmagneten M₁. Dabei ist angenommen, daß der Uberwachungsmagnet M₂ ein Hauptstrommagnet ist, welcher bei Erreichung einer .% unzulässigen Stromstärke anspricht. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, wird, solange der Magnet M₂ nicht angesprochen hat, ein Teil des Gewichtes des Kernes K₂ und des Zusatz^ gewichtes G durch den Hebel H auf den Kern K₁ in dem Sinne übertragen, daß sein Gewicht verringert wird. Die Rückzugskraft, welche auf den Kern K₁ wirkt, ist also gering, solange als normalerweise die Spule M₁ volle Spannung hat und daher den Kern im hoch- ■>■· gezogenen Zustand hält. Tritt nun eine3 to 5 show individual embodiments of this principle; 3 shows a mechanical coupling between the monitoring magnet M ₂ and the actual working magnet M ₁ . It is assumed here that the monitoring magnet M _{2 is} a main current magnet which responds when an inadmissible current strength is reached. As can be seen from FIG. 3, as long as the magnet M _{2 has} not responded, part of the weight of the core K ₂ and the additional weight G is transferred by the lever H to the core K ₁ in the sense that its Weight is decreased. The retraction force which acts on the core K ₁ is therefore small as long as the coil M _{1 is} normally at full tension and therefore holds the core in the pulled-up state. Now kick a

Überlastung ein, so wird der Kern K₂ hochgezogen, und nunmehr wirkt das volle Ge- | wicht des Kernes i£_x auf diesen, die Spule M₁ ! vermag den Kern nicht mehr zu halten, und | er sinkt herunter unter Überwindung der Dämpfung D. Das Heruntersinken geschieht um so schneller, je kleiner die am Magneten M₁ herrschende Spannung ist, also unter Bezugnahme auf Fig. ι und 2, je näher das betreffende Magnetsystem am Punkte des Kurzschlusses liegt.Overload on, the core K _{2 is} pulled up, and now the full effect works weight of the core i £ _x on this, the coil M ₁ ! can no longer hold the core, and | it sinks while overcoming the damping D. The sinking happens faster, the lower the voltage prevailing at the magnet M _1, that is, with reference to FIGS. 1 and 2, the closer the magnet system in question is to the point of the short circuit.

Ist eine gewisse Zeit nach dem Ansprechen des Magneten M₂ verstrichen, so wird der Kern K₁ ein Stück heruntergerückt sein, unter Umständen, wenn die Spannung genügend niedrig ist, bereits den Kontakt C betätigt haben, so daß die Ausschaltung erfolgt ist. Ist aber die Spannung höher gewesen, so hat der Kern K₁ den Kontakt C noch nicht erreicht, und hört jetzt die Überlastung auf, beispielsweise dadurch, daß ein anderer in Serie geschalteter Schalter ausschaltet, so läßt der Magnet M₂ seinen Kern K₂ los, und dieser im Verein mit dem Gewicht G hebt mittels des Hebels H den Kern A₁ wieder hoch, wobei unter Umständen die wiederkehrende volle Spannung die Rückbewegung unterstützt.If a certain time has elapsed after the response of the magnet M ₂ , the core K _{1 will have moved down} a little, possibly, if the voltage is low enough, have already activated the contact C so that the switch-off has taken place. If, however, the voltage was higher, the core K ₁ has not yet reached contact C , and the overload now ceases, for example when another switch connected in series switches off, the magnet M _{2 releases} its core K ₂ , and this in conjunction with the weight G lifts the core A _{1 up} again by means of the lever H , whereby the recurring full tension may support the return movement.

Würde man die beschriebene mechanische Rückwirkung des Kernes K₂ auf den Kern K₁ gemäß Fig. 3 nicht benutzen, so würde entweder die Spannungsspule den bereits losgelassenen Kern K₁ nicht anziehen können, oder sie würde den angezogenen Kern nicht loslassen, wenn nicht die Spannung sehr erheblieh gesunken ist. Da aber die Schutzvorrichtung nicht bloß gegen das Wegbleiben der Spannung, d. h. gegen den radikalen Kurzschluß sichern soll, so ist es wünschenswert, daß der Kern K₁ auch bei verhältnismäßig hoher Spannung heruntersinkt, sobald der Uberwachungsmagnet M₂ angesprochen hat.If one were not to use the described mechanical reaction of the core K ₂ on the core K ₁ according to FIG. 3, either the tension coil would not be able to attract the already released core K ₁ , or it would not release the tightened core if not the tension has decreased very considerably. However, since the protective device is not only intended to protect against the absence of voltage, that is, against the radical short circuit, it is desirable that the core K ₁ sink down even at a relatively high voltage as soon as the monitoring magnet M ₂ has responded.

Im vorstehenden war die Differenz der auf den Kern K₁ wirkenden Kräfte von dem Uberwachungsmagneten M₂ mechanisch beeinflußt worden; diese Beeinflussung kann natürlich auch auf elektrischem Wege geschehen, wie es Fig. 4 zeigt. Der Magnet M₂ hält, solange er nicht angesprochen hat, durch den Kontakt C₂ einen Vorschaltwiderstand vor der Spule M₁ kurzgeschlossen; diese Spule ist also so hoch erregt, daß sie bei normaler Spannung ihren Anker K₁ aus seiner tiefsten Lage heranziehen kann. Tritt eine Überlastung auf, so öffnet der hochsteigende Kern K₂ den Schalter C₂ und die Erregung der Spule M₁ wird geschwächt. Dabei ist aber darauf hinzuweisen, daß im Gegensatz zu bekannten Anordnungen die Spannungsspule M₁ nicht ausgeschaltet wird, sondern daß sie nur geschwächt wird.In the foregoing, the difference between the forces acting on the core K _{1 was} mechanically influenced by the monitoring magnet M _2; this influencing can of course also take place electrically, as FIG. 4 shows. As long as it has not responded, magnet M ₂ keeps a series resistor short-circuited in front of coil M _{1 through contact C 2;} this coil is so excited that it can pull its armature K ₁ from its lowest position at normal voltage. If an overload occurs, the rising core K ₂ opens the switch C ₂ and the excitation of the coil M ₁ is weakened. It should be pointed out, however, that, in contrast to known arrangements, the voltage coil M _{1 is} not switched off, but that it is only weakened.

Auf diese Weise wird der Einfluß der an der betreffenden Stelle herrschenden Spannung (Fig. ι und 2) auf die Dauer der Bewegung des Kernes K₁ gewahrt, während bei einer Ausschaltung der Spule M₁ der Kern an allen Relais im Netz mit gleicher Geschwindigkeit herunterfallen würde, unabhängig davon, ob die Spannung an dem betreffenden Punkte groß oder klein ist.In this way, the influence of the voltage prevailing at the point in question (FIGS. ₁ and 2) is preserved for the duration of the movement of the core K 1, while when the coil M _{1 is switched off,} the core of all relays in the network fall at the same speed regardless of whether the voltage at the point in question is large or small.

Die Anordnung nach Fig. 4 besitzt die Eigenschaft, daß sie auch beim Fortbleiben der Spannung arbeitet, d. h. daß sie gleichzeitig eine Nullspannungsauslösung darstellt. In vielen Fällen ist dies nicht erwünscht, weil beim Ausbleiben der Spannung in der Zentrale infolge dieser Schaltung sämtliche Schalter im Netz herausfallen würden. Diese unerwünschte Nebenwirkung läßt sich in bekannter Weise umgehen, indem man die Wirkung des Arbeitsmagneten aufhebt, solange der Uberwachungsmagnet nicht angesprochen hat. Nach Fig. 5 ist beispielsweise an dem Überwachungsmagneten M₂ ein Kontakt C₃ angebracht, welcher mit dem Kontakt C₃ des Arbeitsmagneten M₁ in Serie geschaltet ist und in einer Gleichstromleitung für die Auslösespule A liegt. Spricht der Arbeitsmagnet infolge Wegbleibens der Spannung an, so schließt sich zwar der Kontakt C₁, jedoch nicht der Kontakt C₃, sprechen dagegen beide Magnete an, so schließen sich beide Kontakte und die Auslösung erfolgt. An Stelle dieser Hilfsschaltung, bei welcher der Uberwachungsmagnet die Wirkung des Arbeitsmagneten auch bei fortbleibender Spannung steuert, kann eine beliebige andere Schaltung verwendet werden, z. B. kann der Kontakt C₃ fortbleiben, wenn an Stelle einer Gleichstromerregung eine solche durch Stromwandler verwendet wird. Dann wird bei Fortbleiben der Spannung zwar der Kontakt C₁, welcher in diesem Falle einen Kurzschluß parallel zur Ausschaltespule A öffnen müßte, geöffnet, die Auslösespule kann aber nicht wirken, da der sie speisende Stromwandler keine Energie abgibt. Nur im Falle einer Überlastung gibt der Stromwandler genügend Energie, um die Auslösung zu bewirken. The arrangement according to FIG. 4 has the property that it also works when the voltage remains, that is to say that it simultaneously represents a zero voltage release. In many cases this is not desirable because if there was no voltage in the control center, all the switches in the network would fall out as a result of this circuit. This undesirable side effect can be avoided in a known manner by canceling the effect of the working magnet as long as the monitoring magnet has not responded. According to FIG. 5, for example, a contact C _{3 is} attached to the monitoring magnet M ₂ , which is connected _{in series with the contact C 3 of} the working magnet M ₁ and is located in a direct current line for the trip coil A. If the working magnet responds as a result of the absence of voltage, contact C ₁ closes, but contact C ₃ does not. If, on the other hand, both magnets respond, both contacts close and triggering takes place. Instead of this auxiliary circuit, in which the monitoring magnet controls the action of the working magnet even when the voltage remains, any other circuit can be used, e.g. B. the contact C _{3 can} remain if a current transformer is used instead of a direct current excitation. Then, if the voltage remains, the contact C ₁ , which in this case would have to open a short circuit parallel to the tripping coil A , is opened, but the tripping coil cannot work because the current transformer feeding it does not emit any energy. Only in the event of an overload does the current transformer provide enough energy to trigger the trip.

In den vorhergehenden Ausführungen war stets von Magneten gesprochen worden, ebenso wie sich die Darstellungen nur auf Zweileiternetze bezogen. Eine Übertragung auf andere Betätigungsformen des elektrischen Stromes, z. B. thermische oder Induktionssysteme, läßt sich ohne weiteres bewirken, ebenso eine Abänderung für Mehrleitersysteme.In the previous remarks, magnets had always been mentioned, as well how the representations only related to two-wire networks. A transfer to others Forms of actuation of the electric current, e.g. B. thermal or induction systems, can effect themselves without further ado, likewise a modification for multi-conductor systems.

Claims (1)

Pa tent-Anspruch:Patent claim: Schutzvorrichtung für elektrische Netze mit an der Spannung liegenden Arbeitsmagneten (Relais) mit Zeiteinstellung und von der zu regelnden Größe (z. B. Stromstärke, Richtung des Energieflusses) abhän-Protective device for electrical networks with working magnets that are energized (Relay) with time setting and depending on the variable to be controlled (e.g. current strength, direction of energy flow) gigen Überwachungsmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsmagnete (M₂) bei ihrem Ansprechen die Differenz des magnetischen Zuges und der Rückzugskraft der Arbeitsmagnete (M₁) im Sinne des Loslassens der letzteren beeinflussen, ohne jedoch die Abhängigkeit dieser Differenz von der Spannung aufzuheben, und bei ihrem Loslassen durch umgekehrte Beeinflussung der Differenz die Arbeitsmagnete in den Ruhezustand zurückversetzen. Common monitoring magnets, characterized in that the monitoring magnets (M ₂ ) when they respond, influence the difference in the magnetic pull and the retraction force of the working magnets (M ₁ ) in the sense of letting go of the latter, without, however, canceling the dependence of this difference on the voltage, and when they are released, the working magnets are set back to the idle state by reverse influencing of the difference. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.