DE1050429B - Schutzschaltung fur ortsveränderliche Stromverbraucher - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In Betrieben unter Tage ist es erforderlich, elektrische Leitungen für ortsveränderliche Stromverbraucher so zu überwachen, daß die angeschlossenen Stromverbraucher bei Beschädigung der Leitung sofort abgeschaltet werden.

In schlagwettergefährdeten Grubenräumen wird weiterhin verlangt, daß bei einer Beschädigung der Leitung und dem darauffolgenden Ansprechen der Überwachungseinrichtung keine zündfähigen Funken entstehen, die anstehende Schlagwetter oder andere explosive Gasgemische zur Explosion bringen können. Der Aufbau und die Schaltung derartiger Überwachungseinrichtungen können stark voneinander abweichen, da es möglich ist, die gewünschte Überwachung der Leitung auf verschiedene Weise zu erreichen. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird beim Auftreten von Beschädigungen an der Leitung ein Stromkreis eines Relais geschlossen, das die Leitung und damit den Stromverbraucher abschaltet. Damit keine zündfähigen elektrischen Funken entstehen, muß die Stromaufnahme des Relais sehr klein sein. Das setzt wieder eine hohe Empfindlichkeit des Relais voraus.

In Betrieben unter Tage werden für größere elektrische Stromverbraucher meistens Leitungen verwendet, bei denen der Überwachungsleiter die einzelnen Netzphasen sowie den geerdeten Schutzleiter umgibt und von den Netzphasen und dem Schutzleiter durch eine dünne Isolationsschicht getrennt ist. Der Überwachungsleiter hat bei einem solchen Aufbau der Leitung eine große Kapazität gegen die einzelnen Netzphasen. In Wechsel- und Drehstromnetzen kann durch die unvermeidlichen Kapazitäten der einzelnen Netzphasen untereinander und durch kapazitive Rückwirkungen auf den Relaisstromkreis ein so hoher Strom übertragen werden, daß ein unerwünschtes Ansprechen des Relais und damit ein unnötiges Abschalten der geschützten Leitung und des daran angeschlossenen Stromverbrauchers erfolgt.

Der aus einer Spannungsquelle, z. B. einem Spannungswandler, und einem Überwachungsrelais bestehende Überwachungsstromkreis ist bei den bekannten Anordnungen zwischen dem Überwachungsleiter und dem geerdeten Schutzleiter angebracht. Bei einem Erdschluß im Netz fließen über den geerdeten Schutzleiter und den Spannungswandler des Überwachungsstromkreises sowie über das Überwachungsrelais zu dem Überwachungsleiter kapazitive Ladeströme, da der Überwachungsleiter gegen die einzelnen Netzphasen eine verhältnismäßig große Kapazität hat.'Diese Ladeströme sind vielfach so hoch, daß sie das Überwachungsrelais zum Ansprechen bringen. Beim Auftreten eines Erdschlusses, der irgendwo im Netz vor der schutzgeschalteten Leitung Schutzschaltung für ortsveränderliche
Stromverbraucher

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Ing. Joseph Gonsior, Essen-Haarzopf,
ist als Erfinder genannt worden

liegen kann, \vird auf diese Weise der geschützte Stromverbraucher abgeschaltet oder läßt sich nicht in Betrieb nehmen, selbst wenn das Netz bei dem Erdschluß weiter in Betrieb bleiben kann.

Es sind Schutzschaltungen bekanntgeworden, wobei sowohl der Schutzleiter als auch der Überwachungsleiter mit dem geerdeten Sternpunkt des Netzes verbunden ist. Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht jedoch darin, daß das Überwachungsrelais nicht genau eingestellt werden kann, da sich im Falle eines Erdschlusses außerhalb des zu schützenden Leitungsabschnittes der kapazitive Strom wesentlich ändert, so daß die Schutzeinrichtung dann anspricht.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese Nachteile in einer Schutzschaltung zu vermeiden, unter Beibehaltung der bekannten Vorteile dieser Schaltungen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,, daß der Überwachungsleiter und der geerdete Schutzleiter an je einen Sternpunkt der Netzphasen angeschlossen sind, wobei der Sternpunkt, an dem der Schutzleiter angeschlossen ist, geerdet ist, während der Überwachungsleiter unter Zwischenschaltung einer Spannungsquelle, eines Gleichrichters und eines Relais mit einem freien Sternpunkt der Netzphasen verbunden ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

An den Zuleitungen RST ist ein Transformator Wi₁ angeschlossen, von dem auf der Sekundärseite die Phasen UVW zu dem Stromverbraucher führen. Mittels eines Schützes α sind die zu schützende Leitung und der daran angeschlossene Stromverbraucher ni abschaltbar. Vor diesem Schütz ist an zwei Phasen der Leitung ein Spannungswandler m.₂ angeschlossen,

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der als Spannungsquelle _:f.ür den Überwachungsstrpmkreis dient. Das eine Ende der Sekundärwicklung dieses Transformators ist mit dem Überwächungsleiter ÜL verbunden. Das andere Ende dieser Wickwachungsieiter ÜL nach dem Überwachungsleiter. Dabei verschiebt sich das Potential des Überwachungsleiters ÜL und damit auch das Potential des freien Sternpunktes k₂. Die Potentialverschiebung erfolgt in d Wi ß d Plh i

lung führt über einen Gleichrichter η und das Über- 5 der Weise, daß der Potentialunterschied zwischen dem wachungsrelais d zu einem aus einer Drossel k₂ künst- Schutzleiter und dem Überwachungsleiter nicht mehr Hch gebildeten Sternpunkt des Netzes. Parallel zu so groß wie die Phiasanispannuog ist. Der gesamte dem Überwachungsrelais d kann ein Kondensator C₁ den Überwachungsleiter durchfließende kapazitive geschaltet, sein. Der geerdete Schutzleiter SL ist an Strom ändert sich nicht so viel, daß das Überwaeinen durch eine Drossel Zs₁ ebenfalls künstlich gebil- 10 chungsrelais d anspricht. Der gegebenenfalls parallel deten Sternpunkt des Netzes angeschlossen. Zur zum Relais d geschaltete Kondensator C₁ beeinträchtigt Strombegrenzung kann in dieser Verbindung ein die Arbeitsweise des Überwachungsrelais nicht.
Widerstandr angeordnet sein. Zwischen den Über- An Stelle des Überwachungsrelais d kann auch,

wachungsieiter ÜL und den Schutzleiter ,SL ist ein wie hier nicht dargestellt, der Eingangsteil eines als Selbsthaltekontakt ausgebildeter Arbeitshilfskon- 15 Röhren- oder Magnetverstärkers od. dgl. treten, takt d₂ des Überwachungsrelais d geschaltet. Außer- Außerdem können zusätzliche Vorschaltwiderstände

zur Strombegrenzung eingebaut sein. Das Relais d selbst kann noch eine Ansprechverzögerung erhalten oder ein anderes Relais steuern. Derartige Zusatzeinchers bei Auftreten einer Störung. 20 richtungen sind jedoch nicht unbedingt für das Ar-

Bei störungsfreiem Betrieb der Leitung kann über beiten der Schutzschaltung erforderlich,
das Überwachungsrelais d kein Strom, fließen. Erhält
nun der Überwachungsleiter ÜL mit dem Schutzleiter SL eine Verbindung, z. B. durch eine äußere
Beschädigung der Leitung, wie dies durch den Blitz- 25
pfeil 1 angedeutet ist, so wird das Überwachungsrelais folgendermaßen erregt: Spannungswandler m₂,
Überwachungsleiter ÜL, Fehlerstelle 1, Schutzleiter
SL, Widerstand r, Drossel k_v Netzphasen UVW,

dem hat das Überwachungsrelais d in dem Stromkreis des Schützes α einen Rühehilfskontakt d_t zum Abschalten der geschützten Leitung und des Verbrau-

Drossel k₂, Überwachungsrelais d, Gleichrichter n, Spannungswandler m₂. Das Relais d spricht an und öffnet den Ruhehilfskontakt d_v womit die Leitung und der Stromverbraucher abgeschaltet sind. Zugleich wird aber der Selbsthaltekontäkt(i₂ geschlossen. Durch diesen Selbsthaltekontakt wird die Fehlerstelle im Netz überbrückt. Diese Maßnahme ist wichtig; da bei einem intermittierenden Erdschluß das Netz sonst dauernd aus- und eingeschaltet würde. Nach Beseitigung der Fehlerstelle läßt sich durch öffnen des Selbsthaltekontaktes d₂ von Hand die Leitung wieder einschalten.

Bei einem Schluß einer der Leitungsphasen UVW der schutzgeschalteten Leitung mit dem Überwachungsleiter ÜL fließt ein Strom von dem Sternpunkt der Drossel k₂ über das Relais d, den Gleichrichtern, den Überwachungsleiter ÜL und die Schadensstelle nach der betreffenden Netzphase. Das Relais d spricht an und schaltet die Leitung ebenfalls aus.

Tritt nun der Fall auf, daß ein Netzerdschluß vor dem Schutzschalter α liegt, so wird der geerdete Schutzleiter SL auf die Phasenspannung aufgehoben. Von der erdgeschlossenen Phase fließt nun über den Schutzleiter SL ein Teilstrom nach dem Sternpunkt der Drossel k₁ und ein zweiter Teilstrom über den Schutzleiter SL und die gestrichelt gezeichnete Kapazität C₂ des Schutzleiters SL gegen den Über-

Claims (5)

Pa T E N T A N S P R p C H E:

1. Schutzschaltung für ortsveränderliche Stromverbraucher und die dazugehörigen Leitungsabschnitte, wobei ein Überwachungsleiter die einzelnen Netzphasen und den geerdeten Schutzleiter umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsleiter und der geerdete Schutzleiter an je einen Sternpunkt der Netzphasen angeschlossen sind, wobei der Sternpunkt, an dem der Schutzleiter angeschlossen ist, geerdet ist, während der Überwachungsleiter unter Zwischenschaltung einer Spannungsquelle, eines Gleichrichters und eines Relais mit einem freien Sternpunkt der Netzphasen verbunden ist.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schutz- und dem Überwachungsleiter ein Ruhehilfskontakt des Überwachungsrelais als Selbsthaltekontakt angeordnet ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Überwachungsrelais ein Kondensator (C₁) vorgesehen ist.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Überwachungsrelais die Eingangsstufe eines Röhren-, Magnetverstärkers od. dgl. angeordnet ist.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsrelais mit einer Ansprechverzögerung ausgerüstet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 000 098, 1 002 446; ETZ-B, 1954, S. 322.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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