DE403789C - Selektiv wirkender Schutz fuer parallel geschaltete Kabel - Google Patents

Description

Im Patent 366092 sind für parallel geschaltete Leitungen Abschalteinrichtungen vorgeschlagen worden, die im Falle eines Defektes an einer Leitung diese selektiv abschalten und kenntlich machen.

Es werden hieibei jeweilig die Summenkräfte der Phasen der einen Leitung mit den Summenkräften der Phasen der anderen Leitung in einei Differentialanordnung gegenübergestellt.

Dieselbe kann aus einem doppelaimigen Wagebalken bestehen, an dessen Armenden die Summenkräfte einwirken, oder aus Drehsystemen, die ihre Summenkräfte an eine Welle übertragen.

Sobald ein Leitungsdefekt an einer der parallel geschalteten Leitungen auftritt, wird das Gleichgewicht der Differentialanordnung gestört, es erfolgt eine Diehung, durch diese ein Kontaktschluß und damit die Ausschaltung des

ao bzw. der zugehörigen Ölschalter. Gleichzeitig wird das Drehsystem durch einen Sperrhebel bei eingetretener Senkung oder Drehung festgehalten, wodurch die schadhafte Leitung kenntlich gemacht wird.

Nach dem Abtrennen derselben kann durch Aufheben der Airetierung seitens der Speiihebel und Öffnung der Ausschaltkontakte, sowie durch Einschaltung einer Feder die gesunde Leitung wieder in Betrieb genommen werden.

Das vorliegende Zusatzpatent betrifft eine Vereinfachung bzw. zusätzliche Verbesserung der Einrichtungen des Hauptpatentes, indem die Hebelarme des Wagebalkens bzw. die auf eine Welle wirkenden Drehsysteme derart elastisch gekuppelt oder derart gelagert sind, daß bei auftretenden Störungen in einer Leitung eine einseitige Bewegung des Systems und dadurch die Ausschaltung der gestörten Leitung stattfindet, dagegen bei Überlastung der beiderseitig auf die Differentialanordnung wirkenden Leitungen die beiderseitige Bewegung der Glieder der Differentialanordnung bei entgegengesetzt gerichtetem Drehmoment und damit die Abschaltung aller Leitungen erfolgt.

Duich diese Anordnung wird also gleichzeitig mit dem Selektivschutz ein Überstromschutz beider parallel geschalteten Leitungen erzielt, und es ist auch beim Schadhaftwerden einer Leitung und ihrer Abtrennung die Einschaltung einer Federkraft von Hand, wie dies bei dem Gegenstand des Hauptpatentes er-■ forderlich ist, nicht mehr notwendig.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. ι bis 5 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Abb. ι ist der Doppelhebel 1, an dessen Enden die Summationsorgane S wirken, in an sich bekannter Weise nachgiebig gelagert, und zwar in dem Schlitten 3, der in den Führungen 2 gleitet. Die Federn 9 und 10 sind so leicht bemessen und eingestellt, daß sie den Doppelhebel 1 bzw. den Ansatz 8 gerade in der Mittelstellung halten. Mittels des Hebels 5, belastet durch das verschiebbare Gewicht 6, wird der Doppelhebel bei normalen Betriebsverhältnissen durch das Gestänge 4 gehoben. Das Gewicht 6 ist so bemessen bzw. einreguliert, daß bei normalen Strömen in den Summationsorganen der Doppelhebel 1 in der gehobenen Lage verharrt. Nur bei Überströmen und somit entsprechend vergrößerten Zugkräften S ei folgt ein Abwar tsbewegen des Schlittens 3, indem der Hebel 5 mit dem Gewicht 6 gedreht wird. Dabei gelangen die Kontakte g bzw. h zum Schluß und leiten die Abschaltungen des bzw. der Schalter ein. Nach erfolgtem Abschalten und Fortfall der Kräfte S wird wieder der Schlitten 3 und damit der Doppelhebel 1 gehoben. Der Dämpfungszylinder 7 gestattet hierbei eine beliebige Verzögerung des Ausschaltens.

Tritt dagegen in einer der parallel geschalteten Leitungen eine Störung ein, so vergrößert sich naturgemäß der eine Summationszug S und der Doppelhebel 1 führt lediglich eine Drehung aus, ohne daß der Hebel 5 mit dem Gewicht 6 eine Drehung erfährt, bis einer der Kontakte g bzw. h geschlossen und der betreffende Schalter ausgelöst wird. Nach dieser einseitigen Drehung des Doppelhebels 1 wird er durch eine Sperrklinke, ähnlich wie in Abb. 2 des Hauptpatentes, in seiner schrägen Lage gehalten, jedoch so, daß hierbei vermöge der Richtfedern 9 bzw. 10 der Kontaktschluß bei g bzw. h eben aufgehoben wird. Ist die schadhafte Leitung abgetrennt, so kann der Schalter wieder eingeschaltet werden.

Sollte in dieser geneigten Lage des Doppelhebels ι die andere gesunde Leitung eine Überlastung, einen Kurzschluß o. dgl. erhalten, so bewirkt das Summationsorgan S dieser Leitung, nunmehr an der gesamten Länge des Doppelhebeis 1 wirkend, ein Schwenken des mit dem Gewicht 6 belasteten Hebels 5 und somit ein Senken des Schlittens 3 und folglich auch des Doppelhebels 1, wodurch der andere Kontakt g bzw. h geschlossen wird und ebenfalls die Abschaltung einleitet.

Die Abb. 2 zeigt den gleichen Doppelhebel und dessen Arbeitsweise wie die erste, nur mit dem Unterschiede, daß der Hebel 5 von einer Feder 11, die von der Rolle 18 beliebig gespannt werden kann, abwärts gezogen wird, wodurch der Schlitten 3 und der Doppelhebel 1 ebenfalls in der oberen Lage gehalten werden. Das Gewicht 6 dient hier lediglich zum Ausgleich des Gewichts des Doppelhebels. Ferner ist hier eine Zeitauslösung vorgesehen, indem der Hebel 5 einen Zahnkranz 12 besitzt, der im Falle eines Schwenkens des Hebels 5 ein kleines Rad, gekuppelt mit dem größeren Zahnrad 13, antreibt, welches auf ein weiteres kleines Rad, gekuppelt mit dem Zahnrad 14, einwirkt. Letzteres nimmt mittels des Speirzahnes 15 das größere Zahnrad 16 mit. Durch die Ankerhemmung 17 wird eine von Strom unabhängige Zeitauslösung erzielt. Nach erfolgter Abschaltung fällt der Zug bzw. fallen die Züge S fort, und die Federspannung 11 bewirkt den Rückgang des Hebels5 in die Noimallage und das Anheben des Schlittens 3. Diese Rückbewegung kann ohne weiteres erfolgen, dainfolge der hierbei stattfindenden Drehrichtung des Rades 14 der Speirzahn 15 nicht eingreift, sondern nur gleitet.

An dem rechten Teil des Doppelhebels ist in dieser Abbildung beispielsweise ein Summationsorgan dargestellt, bestehend aus den Scheiben 19, die von den Triebkernen 20, eiregt von den Stromspulen 21, ein Drehmoment erhalten und dieses auf eine gemeinschaftliche Welle übertragen.

Abb. 3 zeigt eine weitere neuartige Hebelanordnung. An Stelle des aus einem Stück be- _go stehenden Doppelhebels sind hier zwei getrennte Hebel 22 und 23 mit einer gemeinschaftlichen Lagerung um eine Welle 24 angeordnet. Diese zwei Hebel 22 und 23 werden durch die starken Federn 26 und 27 zusammengezogen, so daß der mit dem Hebel 23 verbundene Teil 31 an den mit dem Hebel 22 in Verbindung stehenden Arm 28 anschlägt. Die Federkraft von 26 und 27 ist so bemessen, daß die normalen Ströme und daher die normalen Zugkräfte S diese Federkraft nicht zu überwinden vermögen. Für diese Ströme ist daher das Hebelsystem 22 und 23 praktisch gleichbedeutend mit einem starren System. Die leichten Federn 32 und 33 üben wiederum nur ganz geringe Richtkräfte aus, um das Hebelsystem lediglich nur in der Mittellage zu halten, so daß auch der Zeiger 25 die Mittellage einnimmt.

Treten nun ungleiche Weite von S auf, bedingt durch Störungen in einer der parallel n₀ geschalteten Leitungen, so bewegt sich das gesamte Hebelsystem 22, 23 nach der Seite des größeren Zuges S und leitet durch Kontaktschluß bei g bzw. h in der früher geschilderten Weise die Auslösung des Schalters ein. Der Zeiger 25 gelangt hierbei in eine der Stellungen I bzw. II.

Befindet sich dagegen das Hebelsystem in der Mittellage und treten in den parallel geschalteten gesunden Leitungen Überströme auf, so wird duich die vergrößerten Zugkräfte S die Federkraft von 26 und 27 überwunden, und es tritt

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gewissermaßen ein symmetrisches Knicken des Hebelsystems ein. Hierbei gelangen die Kontakte g und h zum Schluß und bewirken die Auslösung des bzw. der Schalter. Der Zeiger 25 bleibt dabei in seiner Mittellage. Die Ausschaltung kann hierbei dtirch eine zeitliche Verzögerung, z. B. durch den W indflügel 30, oder durch eine Zeitverzögerung, wie die in Abb. 2 dargestellte, oder durch eine andere Verzögerungseinrichtung behebig eingestellt werden.

Abb. 4 beruht wiedeium auf dem in der Abb. 3 schematisch dargestellten Knickhebelprinzip. An den Enden der Hebel 22 und 23 befinden sich die Metallscheiben. 50 und 51, auf welche die Summationsorgane S, bestehend aus den Stromspulen und Triebkernen 52 und 53, einwirken, wodurch auf die Hebel 22 und 23 ein Drehmoment ausgeübt wird.

Fließen normale Betriebsströme in den parallel geschalteten Leitungen, so wird die Spannkraft der Federn 26 und 27, welche durch die Spannrollen 46 und 47 entsprechend einiegulieit werden können, durch die auftretenden Drehmomente nicht übei wunden. Es bilden dann wiedeium die Hebel 22 und 23 vermittels der Anschläge 48 und 49 ein starr es Hebelsystem.

Tritt jedoch infolge einer Störung in der einen Leitung eine Vergrößerung des Drehmomentes, z. B. in Scheibe 50 mit Hebel 22, ein, so neigt sich das Hebelsystem, wobei in an sich bekannter Weise ein Kontakt b für die Signalmeldung bzw. Kontakt g für die Abschaltung geschlossen wird. An den Arretierungshebeln 40 und 41 sind leicht biegsame Federn 42 und 43 (oder Nocken, federnde Scharnierhebel, Führungen o. dgl.) angebracht, die in der Mittellage des Zeiger armes 25 auf der am Zeigerar m 25 angebrachten Rolle 37 aufliegen und die Sperrhebel 40 und 41 an-4.0 heben, also am Einlegen hindern.

Bei einer Neigung des Hebelsystems jedoch, z. B. nach links, klinkt der Sperrhebel 40 hinter der Nase 44 ein, und das Hebelsystem wird selbst nach erfolgter Auslösung des zugehörigen Schalters in der angenommenen Schräglage verharren. Das Einklinken des Arretierungshebels 40 wird ermöglicht, indem in der angenommenen Schräglage des Hebelsystems die Rolle 37 unter die Ausbiegung der Feder 42 gelangt. Der Zeiger 25 gerät in die Stellung I. Nach Abtrennung der schadhaften Leitung wird deren Summationsorgan stromlos. Die Richtfeder 32 bewirkt nunmehr den Rückgang des Hebelsystems aus der Schräglage bis zum Festhalten der Nase 44 durch den Sperrhebel 40. Dieser geringe Rückgang hebt den Kontaktschluß g auf, so daß nunmehr die gesunde Leitung ohne weiteres wieder eingeschaltet werden kann.

Sollte nunmeli" in der gesunden Leitung ein

Überstrom auftreten, so bewirkt das gesteigerte, auf die Scheibe 51 mit dem Hebel 23 einwirkende Drehmoment eine Überwindung der auf den zulässigen höchsten Leitimgsstiom einregulierten Federn 26 und 27. Der Hebel 23 neigt sich und der Signalkontakt c bzw. der Ausschaltkontakt h wird geschlossen. Dabei tritt aus der Ausbiegung der Feder 42 die Rolle 37 heraus, indem sie die Feder 42 leicht biegt (oder dreht), ohne daß der fest eingehakte Sperrhebel 40 sich hebt.

Die Einrichtung läßt sich in an sich bekannter Weise so treffen, daß beieits bei sich ausbildendem Fehler in einer der parallel geschalteten Leitung und demzufolge bei sehr geringer Drehung des Hebelsystems bzw. Drehung der Differentialanordnung um den W inkel a. die Signalmeldung durch Kontaktschluß b, z. B. mittels Fallklappen erfolgt. Bei weiterer Entwicklung des Fehlers und folglich größerem Neigungswinkel β wird erst die Abschaltung eingeleitet.

Befindet sich dagegen die Differentialanordnung bei normalen Betriebsverhältnissen in der Mittellage und tritt in den parallel geschalteten Leitungen Überstrom auf, so entsteht eine Senkung sowohl des Hebels 22 als auch des Hebels 23, also ein Knicken des Hebelsystems. Durch Schließen der Kontakte g und h erfolgt die Abschaltung, so daß die Leitungen vor weiterer Überlastung geschützt werden. Der Zeiger 25 verharrt jedoch hierbei in der Mittellage, so daß g₀ keine der Leitungen als schadhaft gemeldet wird. Die Hebel 22 und 23 weiden durch die Arretier ungshebel 40 und 41 nach erfolgtem Abschalten der Leitungen in den geneigten Stellungen nicht festgehalten, da die Rolle 27 nicht in die Ausbiegungen der Federn 42 und 43 gelangen kann. An der Femschalttafel wird lediglich nur durch die auf den Schalterwellen angebrachten Ausschaltmeldekontakte das Herausfallen der Schalter durch Aufleuchten von Lampen usw. angezeigt. Ein Wiedereinlegen, der Schalter ist folglich sogleich möglich.

Eine Verzögerung des Abschaltens kann nach Schluß der Kontakte g bzw. h durch Intätigkeitsetzen von Zeitrelais R o. dgl. erzielt werden, indem diese nach Ablauf erst die Ausschaltleitungen f schließen.

Auch für den Zeiger 25 ist eine leichte Dämpfung 54 vorgesehen.

Sollten die parallel geschalteten Leitungen bei no ihrer erstmaligen Inbetriebsetzung nicht die gewünschte Stromverteilung zeigen, so können die Summationsorgane S durch radiale Verschiebung verstellt werden, bis die Leitungsströme gleiche Drehmomente auf die Differentialanordnung ausüben.

In Abb. 5 ist eine Differentialanordnung veranschaulicht, die ebenfalls ein Hebelsystem enthält, das unter den vorgeschilderten Betriebszuständen starr bzw. unstarr wirkt. Nur fallen hier die Drehpunkte 58 und 59 der Hebel 22 und achsial nicht mit dem Drehpunkte 24 des

Zeigers 25 zusammen. Auf die Scheiben 60 und öi wirken die Summationsorgane S₁, S₂, S₃ drehend ein. Das resultierende Drehmoment der Scheiben 60 und 61 wird auf die Hebel 22 und 23 durch die Fäden bzw. Bänder 62 und 63 übermittelt. Zur Dämpfung der Drehbewegung der Scheiben sind Bremsmagnete 70 angeordnet. Mittels dieses Schutzes ist es naturgemäß auch möglich, die Schalter parallel geschalteter

Leitungen, falls jede einen eigenen Ölschalter besitzt, selektiv bei eintretenden Störungen zum Abschalten zu bringen, indem z. B. in Abb. 5 der Kontakt g den Schalter der einen, der Kontakt h den Schalter der anderen Leitung usw.

auslöst.

Die Differentialanordnungen lassen sich, wie die Abbildungen bereits schon andeuten, für Schnellauslösung abhängige, begrenzt abhängige und unabhängige Leitauslösungen der Schal-

ao ter bauen.

Für den Fall, daß außer den Stromwirkungen Spannungen, Teilspannungen oder Spannungsabfälle der Leitungen in Abhängigkeit zu bringen sind, können in gleicher Weise wie die Stromspulen in an sich bekannter Weise Spännungsspulen zur Ausübung der Drehmomente angeordnet werden, bzw. auf die Scheiben (19 in Abb. 2; 50, 51 in Abb. 4; 60, 61 in Abb. 5) einwirken.

Diese Differentialanordnungen können ferner als Sammelschienen-, Abzweig- o. dgl. Schutz Anwendung rinden, indem die entsprechenden Summationsoigane beliebig untereinander und gegeneinander in Additions- bzw. Subtraktions-Wirkungen gebracht werden.

Claims (7)

Patent-An Sprüche:

1. Selektisch wirkender Schutz für parallel geschaltete Kabel bzw. Leitungen nach Patent 366092, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder der Differentialanordnung, welche die von dem Magnetsystem ausgeübten Kräfte aufnehmen, derart elastisch gekuppelt oder derait gelagert sind, daß bei auftretenden Störungen in einer Leitung eine einseitige Bewegung des Systems und dadurch die Ausschaltung der gestörten Leitung stattfindet, dagegen bei Überlastung der beiderseitig auf die Differentialanordnung wirkenden Leitungen die beiderseitige Bewegung der Glieder der Differ entialanordnung mit entgegengesetzt gerichtetem Drehmoment und damit die Abschaltung aller Leitungen erfolgt.

2. Selektivschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelaime eines Wagebalkens bzw. die auf eine Welle wirkenden Hebel miteinander elastisch gekuppelt sind und dieses System bei beiderseitiger Überlastung der differential zusammenwirkenden parallel geschalteten Leitungen nach Art eines Knickhebels unstarr wird.

3. Selektivschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführung der Differentialanordnung als Doppelhebel dessen Lagerung derart nachgiebig angeordnet ist, daß bei einseitig auftretendem Drehmoment der Drehpunkt festbleibt, dagegen bei beiderseitig auftretenden, entsprechend größeren Drehmomenten die Lagerung des Doppelhebels nachgibt, eine Drehung des Hebels aber nicht eintritt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 mit Sperrung des einseitig beeinflußten GHedes in der Arbeitsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem einseitigen Senken bzw. Drehen der Differentialanordnung und erfolgtem Schluß der Abschaltkontakte eine geringe Direktionskraft (Feder 0. dgl.) die Normallage (Mittellage) der Differentialanordnung herzustellen sucht und den Schluß der Ausschaltkontakte zwar wieder aufhebt, daß aber immer noch die Differentialanordnung von der Sperrung (Sperrhebel) in der einseitigen Lage gehalten wird, so daß nach Abtrennung der schadhaften Leitung der Schalter wieder eingelegt werden kann.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 mit Sperrung des einseitig beeinflußten Gliedes in der Arbeitsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß an den Systemhälften der Differentialanordnung oder an den Sperrungen bzw. Sperrhebeln Führungen (oder Nokken, Federn, federnde Scharnierhebel u. dgl.) derart angeordnet sind, daß das Einlegen der Sperrhebel nur bei einseitiger Beeinflussung des Systems stattfinden kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fallklappen oder Vor kontakte einer Signaleinrichtung schon beim Entstehen eines Fehlers in einer Leitung infolge geringer Drehung der Differentialanordnung zum Ansprechen gelangen und somit die schadhafte Leitung zeitlich vor dem Abschalten anzeigen.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschaltung von Schaltern außer oder anstatt einer von no der Stromstärke abhängigen Differentialanordnung noch eine weitere Anordnung herangezogen wird, die von der Spannung abhängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen