AT303171B - Schaltanordnung zur Überwachung der Wicklungstemperatur von elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zur Überwachung der Wicklungstemperatur von elektrischen Maschinen mit zwischen den Wicklungslagen angeordneten Temperaturfühlern, die über zwei
Messleitungen mit einer Überwachungseinrichtung verbunden sind. 



   Die zulässige Erwärmung in elektrischen Maschinen wird durch die Wärmefestigkeit der Wicklungs- und
Blechisolation begrenzt. Für die Betriebssicherheit elektrischer Maschinen ist es daher von Bedeutung, die
Erwärmung, insbesondere der Wicklungsisolation, zu überwachen, damit die Maschine beim Erreichen schädlicher Übertemperaturen abgeschaltet werden kann. Es werden daher zwischen den Wicklungslagen Temperaturfühler angeordnet, die mit einer Überwachungseinrichtung verbunden sind. Als Temperaturfühler werden beispielsweise temperaturabhängige Widerstände, Kalt- oder Heissleiter oder Bimetallfühler verwendet.

   Der von den
Temperaturfühlern in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur geänderte elektrische Widerstand bewirkt eine Änderung des Messstromes, der, entsprechend verstärkt, für das Betätigen von Signaleinrichtungen oder
Schutzschaltern herangezogen wird. 



   Kaltleiter sind temperaturabhängige Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten,   d. h.   sie vergrössern bei einer bestimmten Ansprechtemperatur plötzlich sehr stark ihren Widerstand. Es kann daher bei
Verwendung des Ruhestromprinzips auf eine Verstärkung des Messstromes verzichtet werden. Die in Reihe geschalteten Kaltleiter-Temperaturfühler sind beispielsweise in die Ständerwicklung eines Motors eingebaut und werden mit einem ausserhalb des Motors angebrachten Auslösegerät für den Schutzschalter verbunden. Bei
Erreichen der Ansprechtemperatur der Überwachungseinrichtung steigt der Widerstand der Kaltleiter-Temperatur- fühler sehr stark an, die Relaisspule im Auslösegerät wird untererregt und das Auslösegerät fällt ab. Damit wird der Steuerstromkreis des Motorschutzschalters unterbrochen und der Motor ausgeschaltet.

   Ist die Motorwicklung entsprechend abgekühlt, so ist der Kaltleiter-Widerstand so gering, dass die Relaisspule voll erregt ist, das Auslösegerät schaltet von selbst um, und der Motor kann erneut eingeschaltet werden. 



   Die beschriebene, mit Hilfe von Kaltleitern aufgebaute Schaltanordnung zur Überwachung der Wicklungstemperatur kann prinzipiell auch bei der Verwendung von andern Temperaturfühlern Verwendung finden, wobei lediglich auf die Besonderheiten der einzelnen Temperaturfühlerarten Rücksicht genommen werden muss. 



   Da in zunehmendem Ausmass Hochspannungsmaschinen verwendet werden, muss der Gefahr, dass durch Isolationsfehler diese Hochspannung mit den Messleitungen in Berührung kommt, immer mehr Beachtung geschenkt werden. Geraten   nämlich   die Temperaturfühler in den Hochspannungskreis, so kann die Hochspannung über die Messleitungen aus der elektrischen Maschine heraus zur Überwachungseinrichtung oder auf weit abliegende Signalleitungen verschleppt werden, was nicht nur zur Zerstörung dieser Anlagen führen kann, sondern auch eine grosse Gefahr für das Bedienungspersonal darstellt. 



   Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Schaltanordnung zur Überwachung der Wicklungstemperatur von elektrischen Maschinen zu schaffen, bei der gegebenenfalls auftretende Überspannungen, bevor sie grösseren Schaden anrichten können, abgeleitet werden. 



   Ausgehend von einer Schaltanordnung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die beiden Messleitungen jeweils über eine in Sperrichtung angeordnete Diode geerdet sind, deren Stossspitzensperrspannung niedriger als die zulässige Höchstspannung der Überwachungseinrichtung ist. 



  Tritt nun auf Grund eines Isolationsfehlers im Messkreis eine für die Überwachungseinrichtung schädliche Spannung auf, so erfolgt nicht nur ein Durchschlag der Dioden entgegen ihrer Durchlassrichtung, sondern es tritt zugleich ein Verschweissen von Diodenbasis und Gegenelektrode ein, so dass eine dauernde Kurzschlussverbindung zwischen den Messleitungen und der Erde hergestellt ist. Es hat sich gezeigt, dass anschliessend an den erfolgten Durchbruch der Dioden die Messleitungen wegen der auftretenden beträchtlichen Ströme zerstört werden, so dass alle nachgeschalteten Geräte des Messkreises elektrisch von der Maschine getrennt werden. Damit ist aber auch jede Gefährdung des Bedienungspersonals ausgeschlossen.

   Ist der Isolationsfehler der elektrischen Maschine wieder behoben, so kann mit geringem Aufwand an Material und Arbeit die Schaltanordnung wieder instandegesetzt werden, da lediglich neue Sperrdioden bzw. neue Messleitungen eingesetzt werden müssen. 



   In der Zeichnung ist eine erfindungsgemässe Schaltanordnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. 



   Zwischen den Wicklungslagen der Ständerwicklung eines   Motors--l--sind   als Kaltleiter ausgebildete Temperaturfühler--2--angeordnet. Diese   Temperaturfühler --2-- liegen   in Reihe und sind mit einer Überwachungseinrichtung über Messleitungen--3 und 4--verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Überwachungseinrichtung aus einem   Transformator--5--und   einer Gleichrichterschaltung--6-für die Stromversorgung sowie aus einem   Relais--7--,   dessen Erregerspule in erregtem Zustand einen   Steuerkreis --8-- für   für einen Motorschutzschalter--9--eingeschaltet hält. Die beiden Messleitungen --3, 4--sind jeweils über eine Diode-10 bzw.   11-geerdet.   
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    --2-- beiRelais--7--entregt   und das Relais fällt ab.

   Damit wird aber der Steuerkreis--8--unterbrochen, so dass der Motorschutzschalter--9--anspricht und den Motor--l--abschaltet. Sinkt die Wicklungstemperatur 

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 unter den Ansprechwert, so nimmt der Widerstand der Temperaturfühler wieder stark ab, der Messstrom steigt und die Spule des   Relais --7-- wird   erregt. Das hat wieder zur Folge, dass der   Steuerstromkreis-8-für   den Motorschutzschalter geschlossen wird, so dass der Motor erneut eingeschaltet werden kann. 



   Tritt nun ein Isolationsfehler in den Wicklungen des Ständers auf und gelangen die Temperaturfühler in den Hochspannungskreis, so dass Überspannungen in den   Messleitungen --3   und 4-vorhanden sind, so erfolgt, falls die Überspannungen die Stossspitzensperrspannung der   Dioden-10   und   11-- übersteigen,   ein Durchschlag der Dioden, und es wird eine Kurzschlussleitung zur Erde gebildet. Die dabei auftretenden hohen Ströme zerstören die Messleitungen, so dass die Überwachungseinrichtung vollkommen vom Hochspannungsteil der Maschine getrennt ist. Beim Durchbruch der Dioden entsteht, wie bereits erwähnt, eine geerdete Kurzschlussverbindung zwischen den Messleitungen --3 und 4--.

   Der durch diese Kurzschlussverbindung erhöhte Strom kann nun entweder zum Durchbrennen der Erregerwicklung des   Relais --7-- oder   zum Zerstören der Messleitungen führen, die das Relais mit der   Gleichrichterschaltung--6--verbinden,   was jeweils zum Unterbrechen des   Steuerkreises --8-- für   den   Motorschutzschalter--9--führt.   In allen Betriebsfällen ist daher das rechtzeitige Abschalten des Motors gesichert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Schaltanordnung zur Überwachung der Wicklungstemperatur von elektrischen Maschinen mit zwischen den Wicklungslagen angeordneten Temperaturfühlern, die über zwei Messleitungen mit einer Überwachungseinrichtung EMI2.1 Sperrichtung angeordnete Diode (10 bzw. 11) geerdet sind, deren Stossspitzensperrspannung niedriger als die zulässige Höchstspannung der Überwachungseinrichtung ist.