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Wiedereinschaltsteuergerät mit sofortiger und verzögerter Wiedereinschaltung
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Vornahme von Wiedereinschaltvorgängen in elektrischen
Stromkreisen. Derartige Anordnungen werden beispielsweise benötigt zur Vornahme
von sogenannten Kurzschlußfortschaltungen, bei denen ein vorübergehender Kurzschluß
in einem elektrischen Verteilungsnetz durch eine kurzzeitige Spannungsabsenkung
zum Verschwinden gebracht wird, ohne daß hierdurch praktisch eine Beunruhigung des
Netzes eintritt. Die Wiedereinschaltung kann dabei sofort oder auch mit einer gewissen
Verzögerung erfolgen.
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Ein für den vorgenannten Verwendungszweck besonders geeignetes Steuergerät
erhält man gemäß der Erfindung durch die Verwendung eines Relais mit einer Auslösemagnetisierung,
der eine gesteuerte Zusatzmagnetisierung, insbesondere eine Gleichstrommagnetisierung,
überlagert ist. Durch die Verwendung der gesteuerten Zusatzmagnetisierung ist man
in der Lage, den Wiedereinschaltvorgang beliebig zu steuern, so daß man also, wenn
nach der ersten sofortigen erfolgten Wiedereinschaltung der Fehlerstrom noch besteht,
die darauf folgenden Wiedereinschaltungen ohne weiteres gestaffelt nach einem bestimmten
System vornehmen kann.
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Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung in Verbindung
mit einer überstromschaltung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In Fig. i ist i das Wiedereinschaltsteuergerät. Es besteht im wesentlichen
aus einem Relais z, das
von einem Überstrom als Auslösemagnetisi.erung
über einen Gleichrichter 3 und den Stromwandler 4. des Leitungsnetzes 5 gesteuert
wird. Das Relais 2 hat beispielsweise eine Wicklung 6, die gleichzeitig für die
Zusatzmagnetisierung benutzt wird. Die Zusatzmagnetisierung besteht hier aus einer
Gleich--strommagnetisierung. Der Gleichstrom wird je nach der Kontaktstellung 7
(mit seinen beiden Kontaktstellen r und -2) entweder über den Kontakt 7 oder über
.die Wicklung 6 des Relais geleitet. Der Kurzschlußkreis, der von -der Relaiswicklung
und dem Steuerkontakt 7 gebildet ist, wird durch einen Widerstand 8, insbesondere
stromabhängigen Widerstand aus Gleichrichterelementen bestehend, stark gedämpft.
Das Relais steuert beispielsweise einen Gleichstromkreis 9 (aus dem auch gleichzeitig
die gesteuerte Gleichstrommagnetisierung entnommen ist), angeschlossen am Netz to,
welcher von dem Strombegrenzungswiderstand r r, dem Schalterbetäti@gungsmagnet i2
mit parallel geschaltetem Entladungskondensator 13, den Kontakten 7, 14 und
dem Relaisarbeitskontakt 15 gebildet ist. Der -Schalterbetätigungsmagnet
1.2 wirkt auf einen nicht besonders eingezeichneten Schalter, der das Netz 5 trennen
kann. Zum Wiedereinschaltsteuergerät gehört noch eine Steuerwalze (Fig,2, aufgeschnitten-und
in eine Ebene geklappt gezeichnet), die von einem beispielsweise nicht besonders.
eingezeichneten mechanischen Zeitwerk angetrieben wird. Die Steuerwalze erhält die
zeitlichen Kontaktgabe stellen des Kontaktes 7 in beliebiger Stufen- und Zeitanordnung.
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Das erfindungsgemäße Wiedereinschaltsteuergerät wirkt wie folgt: Führt
.das Leitungsnetz 5 durch Kurzschluß hervorgerufenen Überstrom, dann spricht das
Steuergerät r durch sein Überstromrelais 2 an und schließt den Arbeitskontakt 15,
während der Steuerkontakt 7, entsprechend der Walzenstellung b, geschlossen ist.
Damit wird der Schalterbetätigungsmagnet 12, in Betrieb gesetzt und betätigt den
nicht besonders eingezeichneten Schalter des Netzes 5.
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Nachdem das Leitungsnetz 5 stromlos gemacht ist, fällt das Überstromrelais
in seine Ruhelage zurück und öffnet gleichzeitig den Kontakt 15. Hierdurch wird
bewirkt, daß der Netzschalter durch seinen Betätigungsmechanismus (z. B. Druckluftventil)
das Leitungsnetz wieder einschaltet.
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Während-nun bei diesem Vorgang das Relais 2 anspricht, wird gleichzeitig
das mechanische Zeitwerk so-aufgezogen, daß die Steuerwalze von der Stellung
a nach der Stellung b gebracht wird. Auf diesem Wege wird kurz vor
dem Ende des Relaisarbeitshubes die Aufziehvorrichtung des Zeitwerkes gesperrt.
Das Zeitwerk läuft also jetzt unabhängig vom erneuten Ansprechen des Relais 2 in
der Drehrichtung DR (Fig. 2) ab und hat hierbei eine einstellbare Eigenzeit t. Innerhalb
dieser Eigenzeit spielen sich nun alle weiteren Vorgänge ab. Die Kontaktteile r
und 2 (Fig. 2) stehen fest.
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Die vorbeschriebene erste Abschaltung stellt die Augenblicksab-und
Wiedereinschaltung dar. Schaltet der Netzschalter beim ersten Wiedereinschalten
auf einen noch nicht beseitigten Netzkurzschluß, dann beginnt das Spiel aufs neue.
Beim Wiederansprechen .des Relais - wird jetzt jedoch nicht nur der Arbeitskontakt
15 eingeschaltet, sondern dadurch, daß sich .die Steuerwalze vom Zeitwerk angetrieben
in der Zeit t1 gedreht hat, auch .der Ruhekontakt 7 geöffnet (Walzenstellung c-d).
Nachdem durch Öffnen des Netzschalters das Netz stromlos gemacht ist, verbleibt
durch die eingeschaltete Gleichstrommagnetisierung- das Relais in seiner Ansprechstellung,
bis die Zeit t2 (Fig. 2) verstrichen ist und der Kontakt 7 von der Steuerwalze wiederum
geschlossen wird (Walzenstellung d). Hierdurch wird die erste verzögerte Wiedereinschaltung
erreicht.
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Das Ausführungsbeispiel besitzt noch eine weitere Stufe III mit der
Zeit t4 (Walzenstellung e
bis f; Fig.2),..die so lange dauert, bis der Netzschalter
in seine endgültige Aus-Stellung gebracht worden ist. Ein Wiedereinschalten ist
nicht mehr möglich. Hierbei öffnet der Schalster durch seinen Betätigungsmechanismus
oder die Steuerwalze durch noch besonders aufgebrachte Kontakte den Kontakt 14 und
macht damit das Relais 2 stromlos.
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Die Steuerwalze (Fig. 2) läuft noch eine kurze Zeit t5 (Walzenstellung
f bis a), in welcher die-Versperrung der Aufzugsvorrichtung des Zeitwerkes
beseitigt wird, und erreicht dann wiederum ihre Anfangsstellung a. Die aufgebrachten
Nocken der Steuerwalze sind verstellbar angeordnet, und man erreicht damit, die
verzögerten Wiedereinschaltzeiten beliebig zu verändern.
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Auf der Steuerwalze sind fernerhin weitere zusätzliche Kontakte zur
Steuerung zusätzlicher Stromkreise; insbesondere solche mit Hilfsmagneten versehene,
vorhanden.
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Die Eigenzeit der Wiedereinschaltsteuereinrichtung ist gekennzeichnet
durch die Eigenzeit seines Überstromrelais, die durch an sich bereits bekannte Mittel,
insbesondere durch Leistungserhöhung (Windungszuschaltung) im Ansprechaugenblick
oder durch Anbringung eines zusätzlichen Halteinagneten, herabgesetzt werden kann.
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Die Fig. 3 zeigt eine Erweiterung der Schaltung nach Fig. r. In kurzschlußreichen
Netzen, insbesondere in Bahnnetzen, soll ein Wiedereinschalten des Netzschalters
auf einen satten Kurzschluß vermieden werden. Zu diesem Zweck wird ein zweites Relais
16 mit seiner Wicklung 17 beispielsweise in Reihe mit Relais 2 geschaltet. Der Widerstand
18 ist gleichgeartet dem Widerstand 8, und das Relais 16 steuert den Arbeitskontakt
2o in Parallelschaltun@g zu den Kontakten 7 und 15 -und den Ruhekontakt z9.
Das Relais 16 spricht erst bei einem erhöhten Kurzschlußstrom an, der ein Maß für
satte Netzkurzschlüsse darstellt.
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Tritt nun beispielsweise im Leitungsnetz 5 ein satter Kurzschluß auf,
dann sprechen beide Relais 2 und 16 des Wiedereinschaltsteuergerätes z an, und da
der Ruhekontakt r9 geöffnet ist, bleibt auch nach erfolgter Netztrennung das Relais
16 im angesprochenen Zustand, bis der Schalter vollkommen ausgeschaltet hat.
Das
bisherige Ausführungsbeispiel behandelt die Einphasenabschaltung. Das gleiche Wiedereinschaltsteuergerät
gestattet jedoch auch durch geeignet vorgesehene Mittel Schalter für mehrphasige
Netze (Gleichstrom- und mehrphasige Wechselstromnetze) zu betätigen. Fig. 4. -neigt
beispielsweise ein Drehstromnetz 21 mit den einzelnen Phasen 22, 23 und 2.4. Die
drei Stromwandler 25 bis -27 speisen über die drei Gl6chrichter 28 bis 3o die Relais
31 bis 36 entsprechend der grundsätzlichen Schaltung nach Fig. 3. Die Wicklungen
für die Au;slösemagnetisierung und die der Zusatzmagnetisierung (letztere in Reihe
geschaltet) sind getrennt angeordnet. Die Relais 31 bis 33 betätigen die Arbeitskontakte
15, 37 und 38 in Parallelschaltung und die Relais 34. bis 36 die parallel geschalteten
Arbeitskontakte 20. 39 und ..o sowie die in Reihe geschalteten Ruhekontakte i9,
4.1 und 4.2. Auch für diese Schaltung wird nur ein Zeitwerk mit einer Steuerwalze
(Kontakt 7) benötigt, das jedoch drei voneinander getrennte Aufzugsvorrichtungen
besitzt und eine jede von je einem Relais (31 bis 33) betätigt wird. Die Wirkungsweise
dieser Schaltung ist grundsätzlich gleich der Schaltung nach Fig. 3.
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Durch geeignete Schaltung der drei Stromwandler 25 bis 27 (oder der
Relais selbst) kann das Wiedereinschaltsteuergerät nach Fig. 5 vereinfacht werden.
Hierdurch wird gleichzeitig eine Stromansprechstaffelung für bestimmte Kurzschlußfälle
erreicht, wenn die Schaltung der Stromwandler (oder Relais) aus einer Summendifferenzschaltung
besteht, wie dies beispielsweise die Fig.5 veranschaulicht. Einzelphasenkurzschlüsse
speisen die Relais mit einfachem. Dreiphasenkurzschlüsse mit rund zweifachem, Zweiphasenkurzschlüsse
22 bis 24 mit rund einfachem und die Zweiphasenkurzschlüsse 22 bis 23, 23 bis 2.4
mit rund dreifachem Auslösestrom.
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Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Gleichstromnetz
4.3 und seine beiden Leitungen .I-. und 4.5. Die Relais 2 und 16 (hiervon ist nur
eines eingezeichnet) erhalten beispielsweise je drei Wicklungen .1 .6 bis 4.8. Die
Wicklungen .46 und 47, in gleichem Sinne geschaltet, führen die Leitungsströme (der
Leitungen 44 und 4.5) und die Wicklung -.8 führt in bekannter Weise (Fig. i) den
steuerbaren Zusatzstrom für die Zusatzmagnetisierung. Auch hier in diesem Ausführungsbeispiel
wird gleichzeitig eine Stromansprechstaffelung erreicht. Einzelleitungskurzschlüsse
speisen die Relais 2 und 16 mit einfachem und Doppelleitungskurzschlüsse mit doppeltem
Auslösestrom. In den Fig. 5 und 6 sind alle für die Erfindung unwichtigen Einzelteile
nicht eingezeichnet.