DE1011042B

DE1011042B - Circuit breaker for power cables

Info

Publication number: DE1011042B
Application number: DES41819A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Lackner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-12-04
Filing date: 1954-12-04
Publication date: 1957-06-27

Description

Sicherheitseinrichtungen für Starkstromkabel, insbesondere im Untertagebetrieb, verwenden häufig die den Kabeln beigelegten Hilfsleitungen als Übertragungselemente für einen Hilfsstromkreis, wobei die Hilfsleiter an die Unterspannungswicklung eines Transformators angeschlossen werden, der oberspannungsseitig direkt mit der Energiequelle verbunden ist. An dem der Energiequelle abgewandten Ende des Kabels werden die Hilfsleiter durch eine Gleichrichteranordnung miteinander verbunden. Im Zuge eines Hilfsleiters ist hierbei weiterhin die Wicklung eines Gleichstromrelais für das mittelbare Einschalten des Kabels und ein Schalter zum Schließen des Hilfsstromkreises vorgesehen.Safety devices for power cables, especially in underground operations, often use the Auxiliary lines enclosed with the cables as transmission elements for an auxiliary circuit, the Auxiliary conductors can be connected to the low-voltage winding of a transformer, the high-voltage side is directly connected to the energy source. At the end of the remote from the energy source Cable, the auxiliary conductors are connected to one another by a rectifier arrangement. In the course of a The auxiliary conductor is still the winding of a direct current relay for the indirect switching on of the Cable and a switch for closing the auxiliary circuit provided.

Die vorerwähnten Einrichtungen haben den Nachteil, daß bei Auftreten eines Fehlers zwischen einem Hauptleiter und einem Hilfsleiter die Gleichrichteranordnung an eine Spannung gelegt wird, die sie beschädigen kann. Eine Auslegung der Gleichrichteränordnung für eine höhere Spannung, wodurch'man der Gefahr" einer Beschädigung durch zu hohe Spannungen begegnen könnte, hat den Nachteil, daß· der Schwellwert der Gleichrichteranordnung erhöht-wird, was wiederum eine Erhöhung der Spannung' auf der Unterspannungsseite des Transformators erfordert.. Die Verwendung hoher Spannungen für Hilfsstrpmkreise ist aber wegen der damit verbundenen Gefahr ^s' im Untertagebetrieb unerwünscht.The aforementioned devices have the disadvantage that if a fault occurs between a main conductor and an auxiliary conductor, the rectifier arrangement is applied to a voltage which can damage it. Designing the rectifier arrangement for a higher voltage, which could counteract the risk of damage from excessively high voltages, has the disadvantage that the threshold value of the rectifier arrangement is increased, which in turn increases the voltage on the low-voltage side of the transformer requires .. The use of high voltages for auxiliary circuits is ^{undesirable because of the associated danger s} ' in underground operation.

Die neue Anordnung beseitigt die vorerwähnten Nachteile. Ihr Wesen besteht darin, daß zum Einschalten des Kabels ein Tastschalter dient, der in seiner Ruhestellung die Gleichrichteranordnung überbrückt und zum Aufschalten der Wechselstromquelle auf das Kabel kurzzeitig geöffnet wird, so daß einerseits bei Fehlern zwischen den Hilfsleitern, infolge der hierdurch bedingten Überbrückung der Gleichrichteranordnung, das gleichstromempfindliche Relais keine oder eine zu geringe Gleichstromkomponente erhält und so das Aufschalten der Wechselstromquelle auf das Kabel verhindert und daß andererseits — abgesehen vom Einschaltvorgang — die Gleichrichteranordnung überbrückt ist und dadurch bei Fehlern zwischen den Hilfsleitern und Hauptleitern geschützt ist.The new arrangement eliminates the aforementioned disadvantages. Its essence is that to switch on of the cable a pushbutton switch is used, which bridges the rectifier arrangement in its rest position and to connect the AC power source to the cable is opened briefly, so that on the one hand in the event of errors between the auxiliary conductors, as a result of the bridging of the rectifier arrangement caused by this, The DC-sensitive relay has no DC component or too little DC component receives and so prevents the switching of the AC power source on the cable and that on the other hand - apart from the switch-on process - the rectifier arrangement is bridged and therefore in the event of errors between the auxiliary and main ladders is protected.

Zur näheren Erläuterung der neuen Sicherheitseinrichtung wird auf die Zeichnung Bezug genommen; sie zeigt ein Schaltschema der Fernschalteinrichtung in Verbindung mit einem Leitungswächter zur Überwachung von Starkstromkabeln auf innere und äußere Fehler. In der Zeichnung sind mit 1 die Zuleitungen U, V, W der Drehstromenergiequelle bezeichnet, die über die Kontakte des Schützes 2 an das Kabel 3 angeschlossen werden. Die Hauptleiter R, S, T des Kabels 3 führen zu einem Verbraucher 4. Die Wicklung S chutzs ehalt einrichtung
für StarkstromkabelFor a more detailed explanation of the new safety device, reference is made to the drawing; it shows a circuit diagram of the remote switching device in connection with a line monitor for monitoring power cables for internal and external faults. In the drawing, 1 denotes the leads U, V, W of the three-phase power source, which are connected to the cable 3 via the contacts of the contactor 2. The main conductors R, S, T of the cable 3 lead to a consumer 4. The winding protection device
for power cables

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

-Dipl.-Ing. Alfred Lackner, Erlangen,
ist als Erfinder- genannt worden-Dipl.-Ing. Alfred Lackner, Erlangen,
has been named as the inventor

des Schützes 2 ist einmal direkt mit dem Häuptleiter V der Energiequelle verbunden und zum anderen über den Kontakt α des Relais 5 an den Hauptleiter W angeschlossen. Mit dem Hauptleiter V und dem Hauptleiter W ist ebenfalls die Oberspannungswicklung eines Hilfstransformators 6, der mit zwei Sekundärwicklungen 6 a und 6 b ausgestattet ist, verbunden. An die Sekundärwicklung 6a ist der Eingang einer Gleichrichteranordnung 7 angeschlossen, deren Ausgang einmal direkt und zum anderen über den Kontakt b des Relais 5 an den Eingang einer Widerstandsbrücke angeschlossen ist. Diese Widerstandsbrücke wird gebildet aus den Widerständen 8, 9 und 10 und — über den Kontakt c — aus einer Reihenschaltung, bestehend aus dem Überwachungsleiter ÜL (Hilfsleiter) des Kabels 3, ferner aus einem Ausschalter 11, aus einem Widerstand 12 sowie aus einer durch einen Tastschalter 13 (Öffner) überbrückten Gleichrichteranordnung 14 und aus dem Schutzleiter SL (Hilfsleiter). Am Ausgang der Widerstandsbrücke liegt die Gleiclarichteranordnung 15, die die Ausschaltwicklung 16 a des Relais 16 speist. Die Einschaltwicklung 16 b des Relais 16 ist einmal mit der Sekundärwicklung 6b des Hilfstransformators 6 direkt verbunden und zum anderen im geöffneten Zustand des Schützes 2 über den Kontakte des Relais 5 an den Überwachungsleiter angeschlossen und bildet mit dem Ausschalter 11, dem Widerstand 12 und der durch einen Tastschalter überbrückten Gleichrichteranordnung 14, ferner mit dem Schutzleiter SL und der Sekundärwicklung 6 b, einen geschlossenen Wechselstromkreis.of the contactor 2 is directly connected to the main conductor V of the energy source on the one hand and connected to the main conductor W via the contact α of the relay 5 on the other hand. The high-voltage winding of an auxiliary transformer 6, which is equipped with two secondary windings 6 a and 6 b , is also connected to the main conductor V and the main conductor W. The input of a rectifier arrangement 7 is connected to the secondary winding 6a, the output of which is connected directly to the input of a resistance bridge, on the one hand, and via the contact b of the relay 5 on the other hand. This resistor bridge is formed from the resistors 8, 9 and 10 and - via the contact c - from a series circuit, consisting of the monitoring conductor ÜL (auxiliary conductor) of the cable 3, also from a switch 11, from a resistor 12 and from one through a Pushbutton switch 13 (NC contact) bridged rectifier arrangement 14 and from the protective conductor SL (auxiliary conductor). At the output of the resistance bridge is the equilibrium device 15, which feeds the switch-off winding 16 a of the relay 16. The Einschaltwicklung 16 b of the relay 16 is again connected to the secondary winding 6b of the auxiliary transformer 6 connected directly and the other in the open state of the contactor 2 is connected via the contacts of the relay 5 to the monitoring conductor and forms through the switch 11, the resistor 12 and the a push-button switch bridged rectifier arrangement 14, further with the protective conductor SL and the secondary winding 6 b, a closed alternating current circuit.

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Die bisher beschriebene Schaltung stellt einen Auszug aus einem Schaltschema für einen Leitungswächter dar, und zwar so weit, als er zum Verständnis der erfindungsgemäßen Einrichtung notwendig ist.The circuit described so far is an excerpt from a circuit diagram for a line monitor, as far as it can understand the device according to the invention is necessary.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei geöffnetem Relais 5 und geöffnetem Schütz 2 und bei fehlerfreiem Kabel fließt bei offenem Tastschalter 13 und geschlossenem Schalter 11 durch die Einschaltwicklung 16 b ■des Relais 16 ein Gleichstrom. Er bewirkt, daß der Einschaltkontakt des Relais 16 in die -Einstellung ge- ίο bracht wird-, der somit den Gleichstromkreis für die Wicklung des Relais 5 schließt. Das Relais 5 geht in Selbsthaltung über den Kontakt d und schließt ebenfalls seinen Kontakt α und dadurch den Stromkreis für die Wicklung des Schützes 2. Das Kabel 3 wird *5 dadurch an die Drehstromenergiequelle angeschlossen. Bei einem Fehler zwischen dem Überwachungsleiter ÜL und dem Schutzleiter SL wird die Widerstandsmeßbrücke durch Überbrückung des Widerstandes 12 verstimmt, wodurch über die Gleichrichteranordnung 15 die Ausschaltwicklung 16 α erregt wird, so daß nacheinander das Relais 5 und das Schütz 2 geöffnet werden. Bei einem bestehenden Fehler zwischen Überwachungsleiter und Schutzleiter im ausgeschalteten Zustand des Kabels 3 fließt auch bei offenem Tastschalter 13 in der Wicklung 16 b kein Gleichstrom, so daß das Relais 16 nicht ansprechen kann. Durch einen Fehler zwischen einem Hauptleiter des Kabels 3 und einem Hilfsleiter im eingeschalteten Zustand des Kabels 3 wird aber auch die Gleichrichteranordnung 14 nicht beschädigt, da diese durch den Tastschalter 13 überbrückt ist. Durch öffnen des im Betrieb geschlossenen Schalters 11 kann das Schütz 2 geöffnet werden.The device works as follows: With the relay 5 and contactor 2 open and with a fault-free cable, a direct current flows through the switch-on winding 16 b ■ of the relay 16 when the push-button switch 13 and the switch 11 are open. It has the effect that the switch-on contact of the relay 16 is brought into the setting, which thus closes the direct current circuit for the winding of the relay 5. The relay 5 is self-holding via the contact d and also closes its contact α and thereby the circuit for the winding of the contactor 2. The cable 3 is thereby connected to the three-phase power source. In the event of a fault between the monitoring conductor ÜL and the protective conductor SL , the resistance measuring bridge is detuned by bridging the resistor 12, whereby the switch-off winding 16 α is excited via the rectifier arrangement 15, so that the relay 5 and the contactor 2 are opened one after the other. In an existing error between monitoring conductor and protective conductor in the off state of the cable 3 flows even with the push-button switch 13 in the winding 16 b no DC current, so that the relay 16 can not respond. However, due to a fault between a main conductor of the cable 3 and an auxiliary conductor when the cable 3 is switched on, the rectifier arrangement 14 is not damaged either, since it is bridged by the pushbutton switch 13. The contactor 2 can be opened by opening the switch 11, which is closed during operation.

Die neue Fernschalteinrichtung eignet sich besonders in Verbindung mit einem Leitungswächter für die Überwachung von Kabeln im Untertagebetrieb. Sie ist aber auch als Einzeleinrichtung ausführbar und läßt sich vorteilhaft auch in chemischen und sonstigen Anlagen verwenden, die eine erhöhte Sicherheit bezüglich auftretender Fehler im Leitungssystem erfordern.The new remote switching device is particularly suitable in connection with a line monitor for the monitoring of cables in underground operations. But it can also be implemented as a stand-alone device and can also be used advantageously in chemical and other systems that provide increased safety with regard to faults occurring in the line system.

Claims

Patent claims:

1. Safety device for power cables with two auxiliary conductors, in which these auxiliary conductors and via a rectifier arrangement and a direct current-sensitive, to the indirect one An auxiliary relay serving on the cable turns on the alternating current source on an alternating voltage lying monitoring circuit is formed, ■ characterized in that to switch on the Cable, a pushbutton switch is used, which bridges the rectifier arrangement in its rest position and to connect the AC power source to the cable is opened briefly, so that on the one hand in the event of errors between the auxiliary conductors, as a result of the bridging of the Rectifier arrangement, the direct current sensitive relay no or too little direct current component and thus prevents the alternating current source from being connected to the cable and that on the other hand - apart from the switch-on process - bridges the rectifier arrangement and is thus protected in the event of errors between the auxiliary and main conductors.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the by the push button switch Bridged rectifier arrangement and the two auxiliary conductors in the switched-on state of the cable are also used as circuit elements of an error measuring circuit.

3. Safety device according to claim 2, characterized in that as an error measuring circuit a resistor bridge is provided, one of which is a bridge branch from the first auxiliary conductor and a bridge resistor, furthermore from the rectifier arrangement bridged by the pushbutton switch and consists of the second auxiliary conductor.

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1 sheet of drawings