DE1089865B - Anordnung zur Verminderung eines Fehlerstromes zwischen Speiseleitungen, insbesondere fuer Kabel und Leitungen im Bergbau unter Tage - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Im Bergbau unter Tage und in explosionsgefährdeten Betrieben können Fehlerströme, die zwischen den einzelnen Leitern einer Speiseleitung auftreten, z. B. hervorgerufen durch direkte oder ■widerstandsbehaftete Kurzschlüsse, zu großen Gefahren für Menschen und Material führen. Es sind daher Schutzschaltungen bekanntgeworden, die die Leitungen bei Auftreten eines Fehlerstromes abschalten. Die bisher ' bekannten Schutzschaltungen benötigen jedoch Schaltzeiten, die den Sicherheitsanforderungen nicht in jedem Fall genügen. Das Streben geht daher dahin, die Schaltzeiten abzukürzen bzw. der Fehlerstelle in der Leitung die Speiseenergie in kürzester Zeit zu entziehen. Hierzu sind im Schaltanlagenbau Anordnungen zur "Vermeidung einer unzulässig hohen Fehlerlichtbogenenergie vorgeschlagen worden, bei denen den zu überwachenden Stromleitern der Schaltanlage ein Überbrückungsschalter (Kurzschlußschalter) zugeordnet ist und dieser Überbrückungsschalter in Abhängigkeit steht zu einem Auslöser, der einen auftretenden Fehlerlichtbogen optisch und damit schon im Entstehen erfaßt. Der neuen Anordnung liegt der Gedanke zugrunde, die einzelnen Leiter einer Speiseleitung bei Auftreten eines Fehlerstromes kurzzuschließen. Für die hohen Anforderungen, die im Bergbau unter Tage und in explosionsgefährdeten Betrieben an die Sicherheit gestellt werden, genügt die vorerwähnte Anordnung jedoch nicht, da ein einmal gezündeter Lichtbogen bereits zur Entzündung der vorhandenen explosiven Gemische führen kann. Ferner besteht die Gefahr, daß bei Speiseleitungen, die nur einseitig, z. B. an der Einspeisestelle, kurzgeschlossen werden, die Fehlerstelle von der Verbraucherseite her, z. B. durch auslaufende Maschinen, noch einen Fehlerstrom erhält, der ebenfalls zu Gefährdung von Menschen und Material führen kann.

Die neue Anordnung stellt eine Weiterentwicklung der bekannten Anordnung dar unter Berücksichtigung der bei Kabel und Leitungen besonderen Verhältnisse. Die Lösung besteht darin, daß dem erzeugerseitigen Schalter der Speiseleitung und dem Verbraucher je ein Überbrückungsschalter (Kurzschlußschalter) zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von einer Isolationsfehlerüberwachungsvorrichtung steht, derart, daß bei Auftreten eines Fehlerstromes die Leitungen am Anfang und Ende innerhalb von maximal 10 Millisekunden kurzgeschlossen werden und somit eine weitere Einspeisung auf die Fehlerstelle praktisch verhindert wird. Zur Messung des durch den Isolationsfehler hervorgerufenen Fehlerstromes kann die Isolationsf ehlerüberwachungsvorrichtung ein Meßglied enthalten, das auf die Stromsteilheit, den Betrag des Stromes, den Spannungszustand oder die Phasenlage des Verbraucherstromes anspricht. Für die einer Anordnung
zur Verminderung eines Fehlerstromes

zwischen Speiseleitungen,

insbesondere für Kabel und Leitungen

im Bergbau unter Tage

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktienges ells chaf t,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Thüner, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Speiseleitung am Anfang und Ende zugeordneten Überbrückungsschalter können eine oder auch mehrere Fehlerstromüberwachungsvorrichtungen vorgesehen werden. Ferner kann nach Art des Differentialschutzes am Anfang und Ende der Speiseleitung der ein- und abfließende Strom erfaßt werden, und in Abhängigkeit von der Differenz der gemessenen Ströme können die Überbrückungsschalter eingeschaltet werden.

Zur näheren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen; sie zeigt ein Schema der neuen Anordnung. Die Speiseleiter R, S, T der ummantelten Speiseleitung 1 sind über den Schalter 2 an die Energieeinspeisestelle und über den Schalter 3 an den Verbraucher angeschlossen. Dem erzeugerseitigen Schalter 2 ist der Überbrückungsschalter 4, dem verbraucherseitigen Schalter 3 der Überbrückungsschalter 5 zugeordnet. Der Überbrückungsschalter ist mit den drei Leitern der Speiseleitung verbunden und enthält ein Kurzschlußstück, das bei geschlossenem Schalter die drei Leiter der Speiseleitung miteinander kurzschließt. Für die Überbrückungsschalter 4 und 5 wird dabei ein Schalter verwendet, der eine Schaltzeit von maximal 5 Millisekunden aufweist. Jedem Überbrückungsschalter ist eine Fehlerüberwachungsvorrichtung zugeordnet, dem Überbrückungsschalter 4 der Fehlerstromüberwacher 6 und dem Überbrückungsschalter 5 der Fehlerstromüberwacher 7. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die beiden

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Überbrückungsschalter 4 und 5 Meßglieder benutzt, die den Fehler auf verschiedene Weise erfassen. Die Fehlerstromüberwachungsvorrichtung 6 spricht z. B. auf den Betrag des Stromes und die Fehlerstromüberwachungsvorrichtung 7 auf Spannungsabsenkungen (Spannungszustand) an. Hierzu sind im Zuge der Speiseleiter für die Fehlerstromüberwachungsvorrichtung 6 drei Stromwandler vorgesehen, deren Sekundärwicklungen mit dem eigentlichen Meßglied der Vorrichtung verbunden sind. Die Fehlerstromüberwachungsvorrichtung7 enthält drei Spannungswandler, die sekundärseitig an die Meßglieder der Vorrichtung angeschlossen sind.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Spricht eine der beiden Fehlerstromüberwachungsvorrichtungen an, so wird den zugeordneten Überbrückungsschaltern 4 und 5 ein Signal zugeführt, das zum sofortigen Kurzschließen der Leiter der Speiseleitung 1 führt. Somit kann, von der Erzeugerseite her gesehen, über den Schalter 2 nicht weiter auf die Fehlerstelle eingespeist werden, da der Überbrückungsschalter die Leiter R, S, T praktisch widerstandslos miteinander kurzschließt. Von der Verbraucherseite her gesehen, können Rückströme ebenfalls nicht bis zur Fehlerstelle gelangen, da auch der Überbrückungsschalter 5 die einzelnen Leiter der Speiseleitung kurzschließt. Die normalerweise vorgesehenen Hauptschalter 2 und 3 unterstehen einem normalen Fehlerschutz und lösen nach den hierdurch gegebenen Zeiten in der Größenordnung von 100 Millisekunden aus.

Eine Weiterentwicklung der Darstellung nach der Zeichnung besteht darin, den verbraucherseitigen sowie den erzeugerseitigen Schalter mit den Fehlerstrom-Überwachungsvorrichtungen direkt zu kuppeln, so daß also entsprechend ihren Schaltzeiten der Schalter 2 und der zugeordnete Schalter 4 bzw. der Schalter 3 und der zugeordnete Schalter 5 ansprechen. Es bilden also der erzeugerseitige und der verbraucherseitige Schalter mit ihren zugeordneten Überbrückungsschaltern je eine Schaltungsgruppe, die gemeinsam in Abhängigkeit von der Fehlerstromüberwachungsvorrichtung steht.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verminderung eines Fehlerstromes zwischen ummantelten Speiseleitungen, insbesondere für Kabel und Leitungen im Bergbau unter Tage, dadurch gekennzeichnet, daß dem erzeugerseitigen Schalter der Speiseleitung und dem Verbraucher je ein Überbrückungsschalter (Kurzschlußschalter) zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von mindestens einer Fehlerüberwachungsvorrichtung steht, derart, daß bei Auftreten eines Isolationsfehlers die Leiter am Anfang und Ende innerhalb maximal 10 Millisekunden kurzgeschlossen werden und somit eine Einspeisung auf die Fehlerstelle praktisch verhindert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungsschalter in Abhängigkeit von je einer Fehlerstromüberwachungsvorrichtung stehen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerstromüberwachungsvorrichtung Meßglieder zur Messung des Strombetrages, des Spannungszustandes, der Stromsteilheit und/oder der Phasenlage des Stromes enthält.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsfehlerüberwachungsvorrichtung den ein- und abfließenden Verbraucherstrom erfaßt und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Differenzwert die Überbrückungsschalter einschaltet.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugerseitige und der verbraucherseitige Schalter mit ihren zugeordneten Überbrückungsschaltern je eine Schaltungsgruppe bilden, die gemeinsam in Abhängigkeit von der Fehlerstromüberwachungsvorrichtung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften E 10018 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 22. 3. 1956), E 8785 VIIIb/21c (bekanntgemacht am 30. 8. 1956);
deutsche Patentschrift Nr. 626 818.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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