Hochleistungs-Ueberstrom-Schnellschalter für Gleichstrom. Von Oberingenieur F. A. Foerster, Berlin. FOERSTER, Hochleistungs-Ueberstrom-Schnellschalter für Gleichstrom. Die Anwendung höherer Gleichstrom-Spannungen und das dadurch bedingte Anwachsen der Kurzschlußstromstärken führte zu der Notwendigkeit, Gleichstromautomaten für höhere Schaltleistungen mit schnellerer Abschaltung zu schaffen. Textabbildung Bd. 342, S. 241 Abb. 1.Ueberstrom-Schnellausschalter für Gleichstrom bis 1000 Amp. und 1100 Volt. In Deutschland wurde mit dem Bau derartiger Hochleistungs-Schnellschalter für hohe Schaltgeschwindigkeiten kurz nach dem Kriege begonnen. Die ersten Schnellschalter dieser Art haben fast ausschließlich zum Schütze von Einanker-Umformern Verwendung gefunden. Die Hauptforderung, die an sie gestellt wurde, war, einen etwa auftretenden Kurzschlußstrom in einer möglichst kurzen Zeitspanne zu unterbrechen; eine Zeitspanne, die kürzer ist als die Zeit, die ein Kollektorsegment braucht, um im Umlauf von einem Pol zum anderen zu gelangen. Durch diese hohe Schaltgeschwindigkeit wird das bei kurzschlußartigen Ueberlastungen auftretende Kollektor – Rundfeuer unterdrückt bzw. vermieden, denn die Schnellschalter haben nicht nur den Zweck den Kurzschlußstrom zu unterbrechen, sie verhindern vielunterbrechung erfolgt durch die Schnellschaltung mehr durch das schnelle Abschalten, daß der Kurzschlußstrom sich voll entwickelt. Die Stromschon, bevor der Kurzschlußstrom unter der relativ hohen Spannung die dem Ohmschen Widerstände des Stromkreises entsprechende Höhe erreicht. Textabbildung Bd. 342, S. 241 Abb. 2.Schalter geschlossen Sp = Sperre eingelegt, Hh = Handhebel, H = Hubmagnet Das Anwendungsgebiet der Schnellschalter hat dann in der Folge sehr bald eine wesentliche Erweiterung erfahren. So finden dieselben heute nicht nur für Gleichstrommaschinen, sondern auch für Quecksilber-Gleichrichter, sowie als Streckenautomaten in elektrischen BahnanlagenVergl. Gebauer, „Elektrische Bahnen,“ Heft 7 1925. Verwendung. Beim Parallelarbeiten von Gleichrichtern mit Generatoren verhindert die Rückstrom-Auslösung der Schnellschalter, daß bei etwaigen Rückzündungen der Gleichrichter die Maschinen auf den Kurzschluß im Gleichrichter arbeiten. Bei reinem Gleichrichterbetrieb ist der Schnellschalter außerdem ebenfalls mit Vorteil anzuwenden. Er trennt hier den Gleichrichter, bei dem Rückstrom eingetreten ist, so schnell von den Sammelschienen, daß die übrigen im Betriebe befindlichen Gleichrichter durch den Vorgang nicht gestört werden. Die Schnellautomaten werden zu diesem Zweck mit Hilfskontaktvorrichtungen ausgerüstet! die beim Ansprechen des Schnellschalters auch den Wechselstrom-Hochspannungsschalter des Gleichrichters zur Abschaltung bringen. Textabbildung Bd. 342, S. 242 Abb. 3.Schalter von Hand geöffnet Sp = Sperre eingelegt, Hh = Handhebel, H = Hubmagnet Der in Abb. 1 dargestellte Schnellschalter für 1000 Amp. und 1100 Volt, der in Sonderausführung auch bis 1500 Volt hergestellt wird, kennzeichnet sich seiner Bauart nach als einpoliges Schaltgerät mit senkrecht verlaufenden Kontaktflächen und Freiauslösung. Die höhere Schaltgeschwindigkeit des Apparates gegenüber den Ueberstrom-Ausschaltern normaler Bauart wird erreicht durch zweckmässige Anordnung des Auslösemagneten und durch Anwendung eines starken Blasmagneten, durch welchen die Lichtbogendauer sehr erheblich abgekürzt wird. So beträgt bei gleicher Stromstärke die Abschaltzeit eines gewöhnlichen Ueberstrom-Selbstschalters etwa 0,15 Sekunden, während sie beim Schnellautomaten etwa 0,01 Sekunden und weniger beträgt. Textabbildung Bd. 342, S. 242 Abb. 4.Schalter durch Selbstschaltung, geöffneta Sp = Sperre freigegeb, Hh = Handhebel, H = Hubmagnet Abbildung 2 zeigt das Schema des Schnellschalters (nach Abb. 1) in der Einschaltstellung. Im folgenden Schema (Abb. 3) ist der Schalter von Hand geöffnet dargestellt. In diesem Falle ist, um den Schalter wieder zu schließen, ein einmaliges Bewegen des Handhebels aus seiner Ruhelage nach oben in die gestrichelte Lage erforderlich. Das Schema (Abb. 4) zeigt den Schalter nach einer Selbstabschaltung. Um ihn wieder zu schließen, ist jetzt ein zweimaliges Bewegen des Handhebels aus seiner Ruhelage nach oben in die gestrichelte Lage erforderlich. Durch die erste Bewegung wird die Sperre verklinkt, durch die zweite werden die Kontakte wieder geschlossen. Nach einer erfolgten Selbstabschaltung kann der Schalter sofort wieder eingeschaltet werden. Der Schalter kann – wie bereits erwähnt – verwendet werden: 1. als Maschinenschalter für Einanker-Umformer und Generatoren, 2. als Streckenschalter in Abzweigstrecken für elektrische Bahnen, 3. als Schalter zum Schutz von Gleichrichtern bei Rückzündungen. Textabbildung Bd. 342, S. 242 Abb. 5.Ueberstrom-Schnellschalter für Gleichstrom bis 3000 Amp. und 1200 Volt. Als Maschinenschalter muß der, Schnellschalter in Reihe mit einem zweiten Selbstschalter geschaltet werden. Beide Schalter werden elektrisch über ihre Meldekontakte gekuppelt. Bei Auftreten eines Ueberstromes bzw. Kurzschlusses öffnet sich der Schnellschalter sofort. Der Strom wird zunächst nicht unterbrochen, sondern durch den Dämpfungswiderstand bis auf seine Betriebsstromstärke herabgesetzt, die der zweite Selbstschalter dann sofort unterbricht. Für die Verwendung als Streckenschalter ist ein zweiter Selbstschalter nicht erforderlich, weil der Schnellschalter mit Freiauslösung versehen ist. Auch kann der Parallelwiderstand in Fortfall kommen, da durch die Länge der Leitungen meist ein entsprechender Widerstand zwischen Schalter und Maschine gegeben ist, durch den die beim schnellen Ausschalten auftretende Ueberspannung auf ein ungefährliches Maß herabgesetzt wird. In Abbildung 5 ist eine andere Bauart eines Ueberstrom-Schnellschalters für Gleichstrom bis zu 3000 Amp. und 1200 Volt veranschaulicht, dessen Schema Abbildung 6 zeigt. Auch dieser Schalter ist als ein einpoliger Ausschalter mit einfacher Abreißung ausgebildet. Der senkrechte Kontakthebel 1 (Abb. 6) trägt an seinem oberen Ende einen plattenförmig ausgebildeten Kontakt mit Abreißer; am unteren Ende ist die Stromverbindung durch ein flexibles Kupferband hergestellt. Den oberen Gegenkontakt bildet eine harte Bürste 3. Der Bürstendruck wird durch die Zugfeder 4 erreicht, die an dem in einem Langloch etwas beweglichen Drehpunkt 5 des Kontakthebels 1 angreift. Das Gestänge ist mittels der Schraubenverbindung 8 einstellbar, damit der Hebeldrehpunkt 5 im letzten Augenblick der Einschaltung von seinem Widerlager etwas abgehoben wird, wodurch Feder 4 ihre volle Wirkung auf den Bürstendruck ausüben kann. Die ebenfalls mit Freiauslösung versehenen Schalter können ohne weiteres sowohl von Hand wie auch von entfernten Punkten aus vermittelst Zugmagnet eingeschaltet werden. Die Ausschaltung kann auf drei Arten erfolgen: 1. von Hand, 2. durch Springer als Fernauslösung, 3. durch Ueberstrom bzw. Rückstrom. Bei der Abschaltung wird der Schalthebel 1 durch die starken Zugfedern 9 zurückgerissen, sobald der durch die Zugstange 7 verursachte, über dem Winkelhebel 10 auf die Lamellenkupplung 11 wirkende Druck entsprechend vermindert wird. Diese Verminderung des Druckes erfolgt durch das kleine Gestänge 12, den Ueberstrommagneten 13, den Springer oder die Handvorauslösung. Das Nachfallen des Einschaltmagnetkernes oder des Handgriffes schiebt die auseinandergezogene Lamellenkupplung wieder zusammen und stellt damit die Bereitschaft zur Wiedereinschaltung her, wobei die Vorspannfeder 6 einen Vordruck auf die Lamellenkupplung 11 ausübt, um jeden toten Gang in derselben zu vermeiden. Als besondere Vorzüge dieses Schalters werden geltend gemacht, daß der Schalter keine Haltemagnete besitzt. Sein Auslösestrom ist deshalb unabhängig von der Betriebsspannung. Eine besondere Hilfsstromquelle ist für den Schalter nicht erforderlich. Der Schalter besitzt auch keine Halteklinken und hat deshalb auch nicht unter ihrer Abnutzung zu leiden. Er löst sowohl bei Vorwärtsais auch bei Rückstrom aus, kann aber an Stelle des normalen Ueberstrommagneten auch mit Rückstrommagneten versehen werden, so daß er nur bei Rückstrom, nicht aber bei Vorwärtsstrom auslöst. Auch als Rückstromschalter ist der Apparat praktisch unabhängig von Spannungsschwankungen. Die Spannungsspule kann deshalb vom Hauptstrom abgezweigt werden. Textabbildung Bd. 342, S. 243 Abb. 6.Schema zum Schnellschalter (Abb. 5). Die Funkenlöschvorrichtung des Schalters kann auf Wunsch so ausgebildet werden, daß ohne Zuhilfenahme eines zweiten Schalters, lediglich unter Verwendung eines Widerstandes, ein stufenweises Abschalten zwecks Vermeidung von Ueberspannungen erzielt wird.