DE1027298B

DE1027298B - Universal line guard system

Info

Publication number: DE1027298B
Application number: DEL24196A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Ptassek
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-02-25
Filing date: 1956-02-25
Publication date: 1958-04-03

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die unter Tage verwendeten Kabel und Leitungen sind von der im Bergbau benötigten elektrischen Ausrüstung am meisten gefährdet, da bei dem rauhen Betrieb Beschädigungen durch mechanische Beanspruchung nicht immer zu vermeiden sind. Dazu kommt noch, daß durch Feuchtigkeit unter Umständen Fehler auftreten, die zur Lichtbogenbildung führen können oder die gefährliche Berührungsspannungen erzeugen. Zur Vermeidung derartiger Gefahren müssen die unter Tage verlegten Leitungen durch besondere Schutzschaltungen ständig auf ihren einwandfreien Zustand überwacht werden. Die Kabel führen normalerweise einen Schutzleiter, in besonderen Fällen zusätzlich einen die anderen Leiter umschließenden Überwachungsleiter mit sich und werden mit besonderen Leitungswächtern überwacht. Für die Güte eines Kabels ist vor allen Dingen der Isolationszustand der stromführenden Leiter gegen den geerdeten Schutzleiter, gegen den Überwachungsleiter oder auch der zwischen Schutz- und Überwachungsleiter maßgebend. Die an ein Wächtersystem gestellte Grundforderung verlangt also unbedingt die Überwachung von Isolationswiderständen. Neben dieser Grundforderung muß ein solches System noch eine andere Forderung, nämlich die nach Überwachung des Schutzleiters auf Bruch erfüllen. Leitungswächter, die derartigen Ansprüchen genügen und die für die mannigfachen Überwachungsaufgaben angewendet werden können, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekanntgeworden.The cables and lines used underground are from the electrical equipment required in mining most at risk, as damage due to mechanical stress in the rough operation cannot always be avoided. In addition, there may be some moisture caused by moisture Errors occur that can lead to arcing or dangerous contact voltages produce. In order to avoid such dangers, the pipes laid underground must be protected by special Protective circuits are constantly monitored to ensure that they are in perfect working order. The cables normally lead a protective conductor, in special cases additionally one that surrounds the other conductors Monitoring conductors with them and are monitored with special line monitors. For the The quality of a cable is primarily the state of insulation between the current-carrying conductor and the earthed conductor Protective conductor, against the monitoring conductor or between the protective and monitoring conductor. The one placed on a guard system The basic requirement therefore calls for the monitoring of insulation resistances. Besides this A basic requirement of such a system must also be another requirement, namely the monitoring of the Fulfill protective conductor on break. Line monitors that meet such requirements and that are used for the manifold monitoring tasks are in different embodiments known.

Bei einer dieser bekannten Schaltungen ist eine Meßeinrichtung zur Isolationsüberwachung und ein davon getrennter Leitungswächter vorhanden. Damit beim Unterschreiten eines bestimmten Isolationswiderstandes zwischen den Hauptleitern und dem Schutzleiter die Anlage abgeschaltet wird, muß zunächst durch ein in der Meßeinrichtung für den Isolationswiderstand befindliches Relais ein Widerstand zwischen den Sternpunkt des Haupttransformators und den Schutzleiter geschaltet werden. Dann erst fließt im Überwachungsstromkreis ein genügend großer Strom, der das Überwachungsrelais zum Ansprechen bringt.In one of these known circuits is a measuring device for insulation monitoring and a separate line monitor available. This means that if the insulation resistance falls below a certain level the system is switched off between the main conductors and the protective conductor must first a resistor is provided by a relay located in the measuring device for the insulation resistance be connected between the star point of the main transformer and the protective conductor. Then first A sufficiently large current flows in the monitoring circuit to trigger the monitoring relay brings.

Dabei ist es nicht möglich, die verschiedenen Fehler selektiv zu erfassen und auch nach dem Ausschalten der Anlage noch anzuzeigen, wodurch die Fehlersuche erschwert wird. Außerdem ist zur Isolationsüberwachung eine Gleichgewichtsschaltung verwendet. Gleichgewichtsschaltungen sind aber verhältnismäßig störanfällig und ermöglichen wegen des Gleichgewichts keine selektive Anzeige.It is not possible to selectively record the various errors, even after switching off the system, which makes troubleshooting more difficult. In addition, an equilibrium circuit is used for insulation monitoring. Equilibrium circuits are, however, relatively susceptible to failure and allow because of the equilibrium no selective display.

Die Erfindung betrifft ein universelles Wächtersystem, insbesondere für in Untertagebetrieben verlegte, mit einem Schutz- und einem Überwachungs-Universelles Leitungswächtersystem.The invention relates to a universal guard system, in particular for laid in underground operations, with one protection and one monitoring universal line monitor system.

Anmelder:Applicant:

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

Dipl.-Ing. Robert Ptassek, Essen,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Robert Ptassek, Essen,
has been named as the inventor

leiter oder nur mit einem Schutzleiter versehene elektrische Leitungen. Die oben angeführten Nachteile bekannter Anordnungen werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß zur selektiven Fehlererfassung eine Relaisanordnung vorgesehen ist, die aus zwei parallel geschalteten Gleichstromrelais besteht, von denen eine mit einem Ohmmeter und einem Einweggleichrichter in Reihe liegt, und in Reihe mit der Parallelschaltung der beiden Gleichstromrelais noch ein zweiter Einweggleichrichter mit in bezug auf den ersten umgekehrter Durchlaßrichtung angeordnet ist.conductors or electrical lines only provided with a protective conductor. The disadvantages listed above known arrangements are avoided according to the invention in that for selective error detection a relay arrangement is provided, which consists of two parallel-connected DC relays, of which one is in series with an ohmmeter and a half-wave rectifier, and in series with the Parallel connection of the two direct current relays with a second half-wave rectifier with respect to the first reverse transmission direction is arranged.

Die Relais anordnung ist je nachdem, ob sie fürThe relay arrangement depends on whether you are using

Strebbeleuchtungsanilagein! odiar Zweiphasenwechselstromanlagen mit Schutzleiter, für Niederspannungs-Drehstromnetze mit Schutzleiter oder für Schrämleitungen mit Schutz- und Überwachungsleiter verwendet werden soll, zwischen das zu überwachende Netz und den Schutzleiter oder zwischen das Netz und den Überwachungsleiter oder zwischen Schutz- und Überwachungsleiter geschaltet. Für die Überwachung auf Leiterbruch sind parallel zu der am Anfang des zu überwachenden Leitungsabschnittes angeordneten Relaisanordnung an dessen Ende ein oder mehrere Einweggleichrichter so geschaltet, daß in dem für die Leiterbruchüberwachung vorgesehenen Relais nur solche Ströme fließen können, die denen in dem Isolationsüberwachungsrelais auftretenden entgegengesetzt gerichtet sind. Die Spannung für die Überwachungsströme wird der Relaisanordnung entweder über Spannungsteiler, Sternpunkte oder direkt von dem zu überwachenden Netz bzw. mit Hilfe eines Transformators zugeführt.Face lighting installation! odiar two-phase alternating current systems with protective conductor, for low-voltage three-phase networks with protective conductor or for sloping cables is to be used with protective and monitoring conductors, between the one to be monitored Mains and the protective conductor or between the mains and the monitoring conductor or between protective and monitoring conductor switched. For the monitoring for wire breakage are parallel to the one at the beginning of the line section to be monitored arranged relay arrangement at the end of one or several half-wave rectifiers connected so that in the one provided for wire break monitoring Relays can only flow currents that are opposite to those occurring in the insulation monitoring relay are directed. The voltage for the monitoring currents is either the relay arrangement Via voltage dividers, star points or directly from the network to be monitored or with the help of a Transformer fed.

An Hand von einigen Ausführungsbeispielen, die sich auf selektive Leitungswächter für Strebbeleuchtungsanilagen, für NiederspannungsdrehiStromnetzeOn the basis of some exemplary embodiments, which relate to selective line monitors for face lighting systems, for low-voltage rotary power grids

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und für Schrämleitungen beziehen, sei die Erfindung näher beschrieben.and refer to sloping lines, the invention is described in more detail.

Fig. 1 bis 3 zeigen ein selektives Leitungswächtersystem für eine Strebbeleuchtungsanlage mit verschiedenen Einspeisungsnaöglichkeiten für die Überwachungsspannung, währendFig. 1 to 3 show a selective line monitor system for a face lighting system with various Infeed options for the monitoring voltage while

Fig. 4 ein solches für Niederspannungsdrehstromhetze wiedergibt; in4 shows one for low-voltage three-phase heating reproduces; in

-Fig. 5 und 6 sind zwei verschiedene Schaltungsmöglichkeiten des erfmdungsgemäßenLeitungswächtersystems für Schrämleitungen dargestellt.-Fig. 5 and 6 are two different circuit options of the line monitor system according to the invention shown for sloping lines.

In Fig. 1 ist eine normale Strebbeleuchtungsanlage mit der die Signahmschalter T enthaltenden Signalphase 6¹ und den Lampenphasen L₁ bzw. L₂ mit den Lampen V dargestellt. Die Einspeisung dieser Anlage erfolgt über den Transformator M₁, den Schalter Ά und die durch das Schütz C zu betätigenden Schützkontakte C₁ und c.₂.~Das Schütz C besitzt außerdem noch einen Kontakt C₃. Mit dem Schalter A ist ein Wischkontakt Ci₁ verbunden. An die Signalphase 5¹ und die Lampenphase L₂ ist am Anfang des zu überwachenden Leitungsabschnittes ein Spannungsteiler W angeschlossen, der wegen der Konstanz der Überwachungsspannung, die von ihm abgenommen wird, möglichst niederohmig gewählt und zweckmäßigerweise aus Widerständen mit stark negativem Temperaturkoeffizienten, z. B. aus Urdox-Widerständen, besteht. Die Mittelanzapfung des Spannungsteilers ist mit einer Relaisanordnung verbunden, die aus den parallel geschalteten Gleichstromrelais D, E, einem Ohmmeter G₁ und einem Einweggleichrichter N₁ besteht. Das Relais E, dem ein Ableitungskondensator K₂ parallel geschaltet ist, liegt auf der einen Seite direkt an der Mittelanzapfung des Spannungsteilers W und auf der anderen Seite am geerdeten Schutzleiter SL. Das Relais D, das einen parallel geschalteten Ableitungskondensator K₁ besitzt, ist auf der einen Seite über das Ohmmeter G₁ an die Mittelanzapfung des -Spannungsteilers und auf der anderen Seite über den Einweggleichrichter N₁ an den Schutzleiter SL angeschlossen. Zwischen der Phase L₂ und dem Schutzleiter SL ist am Ende des zu überwachenden Leitungsabschnittes ein zweiter Einweggleichrichter N₂ in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand R₁ eingeschaltet. Das Relais D besitzt einen Ruhekontakt d_x und einen Arbeitskontakt d-₂, während das Relais-£ einen Ruhekontakt e_± und einen Arbeitskontakt e₂ hat. Die Kontakte d_v e₂ und C₃ liegen im Haltestromkreis für das Relais C, während die Kontakte d₂ und e_t für die die Kontrollampen H₁ und H₀ enthaltenden Stromkreise vorgesehen sind. Die Isolationswiderstände R₂ und R₃ zwischen den Lampenphasen und dem Schutzleiter sind gestrichelt dargestellt. In Fig. 1, a normal face lighting system with the signal phase 6 ¹ containing the signal switches T and the lamp phases L ₁ and L ₂ with the lamps V is shown. This system is fed in via the transformer M ₁ , the switch Ά and the contactor contacts C ₁ and C to be actuated by the contactor C. _2. ~ Contactor C also has a contact C ₃ . A wiper contact Ci _{1 is} connected to the switch A. A voltage divider W is connected to the signal phase 5 ¹ and the lamp phase L ₂ at the beginning of the line section to be monitored. B. Urdox resistors. The center tap of the voltage divider is connected to a relay arrangement which consists of the parallel-connected direct current relays D, E, an ohmmeter G ₁ and a half-wave rectifier N ₁ . The relay E, to which a discharge capacitor K ₂ is connected in parallel, is on one side directly at the center tap of the voltage divider W and on the other side on the grounded protective conductor SL. The relay D, which has a discharge capacitor K ₁ connected in parallel, is connected on one side via the ohmmeter G ₁ to the center tap of the voltage divider and on the other side via the half-wave rectifier N ₁ to the protective conductor SL . A second half-wave rectifier N ₂ in series with a current limiting resistor R _{1 is connected} between phase L ₂ and protective conductor SL at the end of the line section to be monitored. The relay D has a normally closed contact d _x and a normally open contact d- ₂ , while the relay £ has a normally closed contact e _± and a normally open contact e ₂ . The contacts d _v e ₂ and C ₃ are in the holding circuit for the relay C, while the contacts d ₂ and e _{t are provided} for the circuits containing the control lamps H ₁ and H _0. The insulation resistances R ₂ and R ₃ between the lamp phases and the protective conductor are shown in dashed lines.

Zum Einschalten der Strebbeleuchtung wird der Schalter A eingelegt. Durch seinen Wischkontakt O₁ schließt er kurzzeitig einen Stromkreis für das Schütz C. Das Schütz C spricht an und betätigt seine Kontakte. Die zum Spannungsteiler W auftretende Spannung erzeugt einen Strom, der in der einen Halbwelle von der Mittel anzapfung über das Relais E, den Schutzleiter SL, den Gleichrichter N₂, den Widerstand -R₁ und die Lampenphase L₀ zurück zum Spannungsteiler fließt und der das Relais E mit Gleichstrom erregt. Der Wechselstromanteil des Gleichstroms wird durch den Kondensator K vom Relais E abgeleitet. Das Relais E schließt seinen Kontakt e_o und öffnet den Kontakt e_v Damit ist der Haltestromkreis für das Schütz C jetzt über die Kontakte C₃, e., und d_x geschlossen. Bei einwandfreiem Zustand der Isolation zwischen Schutzleiter und den Lampenphasen bleiben die Kontakte^ und d₂ in der dargestellten Lage, da das Relais D nicht erregt wird. Tritt eine Verschlechterung der Isolation ein, so ist das zunächst an dem Ohmmeter G₁, das die Größe des zwischen Lampenphasen und Schutzleiter bestehenden Isolationswiderstandswertes anzeigt, ablesbar. Wird der dann in der einen Halbwelle vom Spannungsteiler über die Signalphase, den Isolationswiderstand R₂, ίο den Gleichrichter N₁, das Relais D und das Ohmmeter G₁, in der anderen Halbwelle über den Isolationswiderstand R₃, den Gleichrichter JV₁, das Relais D und das Ohmmeter G₁ fließende Strom so groß, daß das Relais D anspricht, so erfolgt die Abschaltung der Strebbeleuchtung durch öffnen des Kontaktes d_v Das Schütz C fällt ab und öffnet seine Kontakte. Bei der Erregung des Relais D wird der Arbeitskontakt d₂ und damit der Stromkreis für die Kontrollampe Ji₁ geschlossen. Switch A is inserted to switch on the longwall lighting. With its wiping contact O ₁ , it briefly closes a circuit for contactor C. Contactor C responds and operates its contacts. The voltage occurring to the voltage divider W generates a current that flows in the one half-wave from the center tap via the relay E, the protective conductor SL, the rectifier N ₂ , the resistor -R ₁ and the lamp phase L ₀ back to the voltage divider and the Relay E energized with direct current. The alternating current component of the direct current is derived from the relay E by the capacitor K. The relay E closes its contact e _o and opens the contact e _v . The holding circuit for the contactor C is now closed via the contacts C ₃ , e., And d _x . If the insulation between the protective conductor and the lamp phases is in perfect condition, the contacts ^ and d ₂ remain in the position shown, since the relay D is not energized. If the insulation deteriorates, this can first be _{read off on the G 1} ohmmeter, which shows the value of the insulation resistance between the lamp phases and the protective conductor. Then in one half-wave from the voltage divider via the signal phase, the insulation resistance R ₂ , ίο the rectifier N ₁ , the relay D and the ohmmeter G ₁ , in the other half-wave via the insulation resistance R ₃ , the rectifier JV ₁ , the relay D and the ohmmeter G ₁ flowing current so large that the relay D responds, the longwall lighting is switched off by opening the contact d _v. The contactor C drops out and opens its contacts. When the relay D is energized, the normally open contact d ₂ and thus the circuit for the control lamp Ji _{1 are} closed.

ao Tritt bei eingeschalteter Anlage ein Schutzleiterbruch auf, so· wird das Relais E stromlos. Es öffnet seinen Kontakt e₂ und schließt seinen Kontakt e_v Durch den Kontakt e₂ wird wieder der Stromkreis für das Schütz C unterbrochen, so daß ebenfalls die Abschaltung der Anlage eintritt. Durch den Kontakt e_x wird die Kontrollampe H₂ an Spannung gelegt.ao If a protective conductor break occurs when the system is switched on, relay E is de-energized. It opens its contact e ₂ and closes its contact e _v . Contact e ₂ again interrupts the circuit for contactor C , so that the system is also switched off. The control lamp H _{2 is connected} to voltage through the contact e _x.

Je nachdem, ob nun das Relais D erregt oder das Relais E entregt wird, leuchten die Kontrollampen. H₁ oder H₂ auf und zeigen an, ob ein Isolationsfehler oder ein Schutzleiterbruch vorliegt.Depending on whether relay D is energized or relay E is de-energized, the control lamps light up. H ₁ or H ₂ and indicate whether there is an insulation fault or a protective conductor break.

Dieses hier im Zusammenhang mit einer Strebbeleuchtunganlage beschriebene Leitungswächtersystem kann ohne weiteres auch allgemein zur Überwachung von ungeerdeten Zweileiterwechselstromanlagen, z. B. zur Überwachung von Signalanlagen, Betätigungsstromkrei'sen usw., verwendet werden.This line monitor system described here in connection with a face lighting system can also be used for general monitoring of unearthed two-wire AC systems, z. B. to monitor signal systems, actuating circuits, etc., can be used.

Bei Fig. 2, die im Prinzip dieselbe Schaltung wie Fig. 1 zeigt, ist lediglich an Stelle des Spannungsteilers W in Fig. 1, der primärseitig mit seinen Klemmen B₁, B.₂ an die ebenso bezeichneten Stellen der Anlage angeschlossene Transformator M₂ als Stromquelle für die Überwachungskreise verwendet. Die Sekundärwicklung dieses Transformators ist auf der einen Seite über den Widerstand i?₄ an die Phase L₂ und auf der anderen Seite an die Relaisanordnung angeschlossen. Der Transformator muß so dimensioniert sein, daß seine Sekundärspannung halb so groß wie die Spannung der überwachten Leitung ist. Außerdem ist seine Phasenlage zu beachten, da sowohl bei eingeschalteter als auch bei abgeschalteter Anlage immer die gleiche Überwachungsspannung wirksam sein soll. Die Phasenlage der überwachten Leitung und die des Transformators Ii₂ ist durch sich entsprechende Pfeile (ausgezogen bzw. gestrichelt) angedeutet. Die aus dem Transformator M₁ und dem Transformator M₂ resultierende Spannung muß in den beiden die Isolationswiderstände enthaltenden Stromkreisen gleich sein. Bei abgeschalteten Lampen V wird die Überwachungsspannung nur vom Transformator M₂ geliefert. Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der in Fig. 1 beschriebenen besteht also darin, daß auch bei abgeschalteter Beleuchtung eine Überwachung auf Isolationsfehler und Schutzleiterbruch erfolgt. Im Fehlerfalle ist eine Einschaltung auf den bestehenden Fehler überhaupt nicht möglich. Der Überwachungsstrom fließt in diesem Zustand mit der gleichen Halbwelle über die Isolationswiderstände R₂, R₃, den Gleichrichter N₁, das Relais D und das Ohmmeter G₁. Der geringe Widerstand der kalten Glühlampen ist gegenüber dem Isolationswiderstand zu vernachlässi-In Fig. 2, which basically shows the same circuit as Fig. 1, only instead of the voltage divider W in Fig. 1 is the transformer M ₂ connected on the primary side with its terminals B ₁ , B ₂ to the locations of the system also designated used as a power source for the monitoring circuits. The secondary winding of this transformer is on one side via the resistor i? _{4 connected} to phase L ₂ and on the other side to the relay arrangement. The transformer must be dimensioned so that its secondary voltage is half the voltage of the monitored line. In addition, its phase position must be taken into account, since the same monitoring voltage should always be effective both when the system is switched on and when it is switched off. The phase position of the monitored line and that of the transformer Ii ₂ is indicated by corresponding arrows (solid or dashed). The voltage resulting from the transformer M ₁ and the transformer M ₂ must be the same in the two circuits containing the insulation resistances. When the lamps V are switched off, the monitoring voltage is only supplied by the transformer M _2. The advantage of this arrangement compared to that described in FIG. 1 is that monitoring for insulation faults and protective conductor breaks takes place even when the lighting is switched off. In the event of an error, it is not at all possible to intervene on the existing error. In this state, the monitoring current flows with the same half-wave through the insulation resistors R ₂ , R ₃ , the rectifier N ₁ , the relay D and the ohmmeter G ₁ . The low resistance of the cold incandescent lamps is negligible compared to the insulation resistance.

gen, so daß eine richtige Isolationsüberwachung auch bei abgeschalteter Lampenspannung erfolgt. Das Relais E ist wieder für die Leiterbruchüberwachung vorgesehen und arbeitet in derselben Weise wie in Fig. 1.gen, so that correct insulation monitoring takes place even when the lamp voltage is switched off. The relay E is again provided for wire break monitoring and works in the same way as in FIG. 1.

■ Eine ähnliche Schaltungsanordnung, die hinsieht-Hch ihrer Wirkungsweise ähnlich, jedoch schwieriger zu übersehen ist, wird erhalten, wenn am Anfang und am Ende der zu überwachenden Leitung Spannungsteiler vorgesehen werden, die mit ihren Mittelanzapfungen am Gleichrichter A^r ₂ bzw. über den Widerstand R₁ an. den Transformator M₂ gelegt werden.A similar circuit arrangement, which looks similar in its mode of operation, but is more difficult to overlook, is obtained if voltage dividers are provided at the beginning and at the end of the line to be monitored, with their center taps on the rectifier A ^r ₂ or via the resistor R ₁ on. the transformer M _{2 are} placed.

Das in Fig. 3 dargestellte Leitungswächtersystem unterscheidet sich von den eben beschriebenen durch die Anordnung von zwei Einweggleichrichtern N₂ und Λ^Γ ₄, die auf der einen Seite gemeinsam mit dem Schutzleiter und auf der anderen Seite mit der Latnpenphase L₁ bzw. L₂ verbunden sind. Die Sekundärwicklung des Transformators M₂ ist hierbei mit der Lampenphase L₁ verbunden. Mit Hilfe dieser Schaltung kann zusätzlich die Phase L₂ auf Bruch überwacht werden, da in einem solchen Fall eine Stromverminderung im Relais E eintritt, die für die Fehleranzeige ausgenutzt werden kann.The line monitor system shown in Fig. 3 differs from the one just described by the arrangement of two half-wave rectifiers N ₂ and Λ ^Γ ₄ , which are connected on one side together with the protective conductor and on the other side with the lamp phase L ₁ or L ₂ are. The secondary winding of the transformer M ₂ is connected to the lamp phase L ₁ . With the help of this circuit, phase L ₂ can also be monitored for breakage, since in such a case a current reduction occurs in relay E , which can be used to display errors.

In Fig. 4 ist ein Leitungswächtersystem für Niederspannungsdrehstromnetze dargestellt, das im Prinzip seiner Wirkungsweise mit den bereits erwähnten identisch ist. Die drei Phasen RST des Drehstromnetzes werden durch den Transformator 2W₃, dessen Sekundärwicklungen mit W₁, W₂, W₃ bezeichnet sind, gespeist. Nicht dargestellt ist die Primärwicklung des Transformators. Die erfindungsgemäße Relaisanordnung, die wieder aus den Relais D, E, dem Gleichrichter N₁ und dem Ohmmeter G₁ besteht, ist auf der einen Seite an den Schutzleiter SL und auf der anderen Seite über die Sekundärwicklung des Transfermators M₂ und den Widerstand i?₄ an die Phase T des Drehstromnetzes angeschlossen. Das Relais D besitzt einen Arbeitskontakt d_v der bei Betätigung einen Stromkreis für die Kontrollampe H₁ schließt, während das Relais E einen Ruhekontakt e_t für den Stromkreis der Kontrollampe H₂ aufweist. Am Ende der zu überwachenden Leitung ist ein aus den Widerständen R₅, R₆ bestehender Spannungsteiler an die Phasen RS angeschlossen, der mit seiner Mittelanzapfung über einen Widerstand R₁ und den Gleichrichter A".., mit dem Schutzleiter verbunden ist. Die Isolationswiderstände R₈, R_r R₁₀ zwischen dem Schutzleiter und den Phasen sind gestrichelt dargestellt. Die Überwachungsspannung wird bei dieser Anordnung dadurch gewonnen, daß die Primärwicklung des Transformators M₂, der ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 besitzt, an die Phase T und den Sternpunkt des Transformators M₃ bei D₁ bzw. D_a angeschlossen ist. Die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators M₀ erzeugt einen Strom, der über den Strombegrenzungswiderstand R₁, die Phase T, den Isolationswiderstand R_H, den Einweggleichrichter N₁ und das Ohmmeter G₁ fließt und der proportional dem Leitwert der Isolation der Phase T gegen den Schutzleiter ist. Ein weiterer Stromanteil fließt über die Sekundärwicklung des Transformators M₂ zum Sternpunkt des Transformators M₃ über die Phase S, den Isolationswiderstand R₉ und über den das Relais D enthaltenden Zweig nach M₂ zurück. Dieser Strom ist proportional dem Leitwert des Isolationswiderstandes R₉ und der resultierenden Spannung dieses Kreises. Wird die Sekundär spannung des Transfermators M,, gleich der in der angeschlossenen Phase auftretenden gewählt, so ist die resultierende Überwachungsspannung für den eben betrachteten Stromkreis U₃- U₃+ U₂= U₂. Die Betrachtungsweise für. die Phase R ist ganz ähnlich. In diesem Kreis ist. die resultierende Spannung U₁, und der Stromanteil ist abhängig von dem Isolationswiderstand R₁₀. Die Überwachungsströme, die durch das Relais D fließen, sind infolge der besonderen Wahl der Sekundärspannung von M₂ den drei Phasenspannungen und den-Leitwerten der Isolationswiderstände proportional. Die Spannung U₃ im Transformator M₂ kann auch dadurch gewonnen werden, daß die Primärwicklung von M₂ an einen künstlichen Sternpunkt und an die Phase T angeschlossen wird. Vorzugsweise werden dann für den künstlichen Sternpunkt Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten gewählt. Da bei dieser Anordnung der Sternpunkt von M₃ nicht benötigt wird, ist eine freizügige Wahl der Aufstellung der Überwachungseinrichtung möglich.In Fig. 4 a line monitor system for low-voltage three-phase networks is shown, the principle of its operation is identical to those already mentioned. The three phases RST of the three-phase network are fed by the transformer 2W ₃ , the secondary windings of which are denoted by W ₁ , W ₂ , W _3. The primary winding of the transformer is not shown. The relay arrangement according to the invention, which again consists of the relays D, E, the rectifier N ₁ and the ohmmeter G ₁ , is connected on the one hand to the protective conductor SL and on the other hand via the secondary winding of the transfermator M ₂ and the resistor i? _{4 connected} to phase T of the three-phase network. The relay D has a normally open contact d _v which, when actuated, closes a circuit for the control lamp H ₁ , while the relay E has a normally closed contact e _t for the circuit of the control lamp H ₂ . At the end of the monitored line is connected a of the resistors R _5, R ₆ voltage divider consisting of the phases of RS, which is .., coupled with its center tap via a resistor _R1 and the rectifier A "to the protective conductor. The isolation resistors R . _8, R _r R ₁₀ between the grounding conductor and the phases are shown in dashed lines, the monitoring voltage is obtained with this arrangement, characterized in that the primary winding of the transformer M _2, of a gear ratio of 1: 1 has, at the phase T and the star point of the Transformer M _{3 is connected} at D ₁ or D _a . The voltage on the secondary winding of the transformer M ₀ generates a current that is passed through the current limiting resistor R ₁ , the phase T, the insulation resistance R _H , the half-wave rectifier N ₁ and the ohmmeter G. ₁ flows and which is proportional to the conductance of the insulation of phase T with respect to the protective conductor g of the transformer M ₂ to the neutral point of the transformer M ₃ via the phase S, the insulation resistance R ₉ and via the branch containing the relay D back _{to M 2.} This current is proportional to the conductance of the insulation resistance R ₉ and the resulting voltage of this circuit. If the secondary voltage of the transfermator M ,, is chosen to be equal to that occurring in the connected phase, the resulting monitoring voltage for the circuit just considered is U ₃ - U ₃ + U ₂ = U ₂ . The way of looking at. phase R is very similar. In this circle is. the resulting voltage U ₁ , and the current component depends on the insulation resistance R ₁₀ . The monitoring currents which flow through the relay D are proportional to the three phase voltages and the conductance values of the insulation resistances due to the special choice of the secondary voltage of M _2. The voltage U ₃ in the transformer M ₂ can also be obtained by connecting the primary winding of M ₂ to an artificial star point and to the T phase. Resistors with a negative temperature coefficient are then preferably selected for the artificial star point. Since the star point of M _{3 is} not required in this arrangement, a free choice of the installation of the monitoring device is possible.

Der Stromkreis für die Überwachung des Schutzleiters, der über den Gleichrichter 2V₂ führt, ist wieder vollkommen unabhängig von dem für die Isolationsüberwachung. Die- Arbeitsweise der Relaisanordnung ist ganz analog wie bei den anderen Ausführungsbeispielen und braucht deshalb nicht noch einmal erläutert zu werden.The circuit for monitoring the protective conductor, which leads via the rectifier 2V ₂ , is again completely independent of that for the insulation monitoring. The operation of the relay arrangement is completely analogous to that of the other exemplary embodiments and therefore does not need to be explained again.

Die in Fig. 5 dargestellte Schrämleitung RST, die von dem Transformator M₄ gespeist wird, besitzt einen Schutzleiter SL und einen Überwachungsleiter Ü. Die erfindungsgemäße Relaisanordnung, die bei dieser Anordnung zwischen dem Überwachungsleiter und dem Schutzleiter geschaltet ist, erhält die Überwachungsspannung von der Sekundärwicklung eines primärseitig an zwei Netzphasen angeschlossenen Transformators M₅. Am Ende der zu überwachenden Leitung ist zwischen Schutz- und Überwachungsleiter ein Widerstand R₁₁, ein Gleichrichter N₂ und ein Steuerschalter P in Reihe angeordnet. Jedes der beiden Relais D bzw. E besitzt je zwei Kontakte d_v d₂ bzw. e_v e₂, von denen die Kontakte d₁ und e₂ im Stromkreis des Schützes C und die Koritakte d₂ bzw. e_t in den Kreisen für die Kontrolllampen H₁ bzw. H₂ angeordnet sind. Das Schütz C besitzt die Schützkontakte C₁ bis C₃, mit denen die Schrämleitung an Spannung gelegt werden kann. Die Isolationswiderstände zwischen den Phasen und dem Überwachungsleiter sind mit i?₁₃, 2?₁₄, R₁₅, die zwisehen den Phasen und dem Schutzleiter mit i?₁₇, R_1S, R₁₉ und der zwischen Schutz- und Überwachungsleiter mit i?_ie bezeichnet. Zwischen Schutz- und Überwachungsleiter ist außerdem ein Kondensator K_t eingeschaltet. Der" Sternpunkt des Transformators M₄ ist über eine Drossel M₆ mit dem Schutzleiter verbunden. Zwischen der Phase T und dem Schutzleiter ist eine Spannungssicherung £₄ und eine bekannte Erdschlußanzeigevorrichtung geschaltet, die aus einem Transformator M₇, einem Relais F, einem Kondensator K₃ und einem Ohmmeter G₃ und einem Gleichrichter Λ^Γ ₃ besteht. Der Transformator M₇ ist primärseitig an eine Phase und an einen aus drei Widerständen gebildeten Sternpunkt angeschlossen. The Schrämleitung RST shown in Fig. 5, which is fed by the transformer M ₄ , has a protective conductor SL and a monitoring conductor Ü. The relay arrangement according to the invention, which in this arrangement is connected between the monitoring conductor and the protective conductor, receives the monitoring voltage from the secondary winding of a transformer M ₅ connected to two mains phases on the primary side. At the end of the line to be monitored, a resistor R ₁₁ , a rectifier N ₂ and a control switch P are arranged in series between the protective and monitoring conductors. Each of the two relays D and E has two contacts d _v d ₂ and e _v e ₂ , of which the contacts d ₁ and e ₂ in the circuit of the contactor C and the cores d ₂ and e _t in the circles for the control lamps H ₁ and H ₂ are arranged. The contactor C has the contactor contacts C ₁ to C ₃ , with which the Schrämleitung can be connected to voltage. The insulation resistances between the phases and the monitoring conductor are i? ₁₃ , 2? ₁₄ , R ₁₅ , between the phases and the protective conductor with i? ₁₇ , R _1S , R ₁₉ and the one between protective and monitoring conductors with i? _ie referred to. A capacitor K _t is also connected between the protective and monitoring conductors. The "star point of the transformer M ₄ is connected to the protective conductor via a choke M _6. A voltage fuse £ ₄ and a known earth fault indicator consisting of a transformer M ₇ , a relay F and a capacitor K are connected between phase T and the protective conductor ₃ and an ohmmeter G ₃ and a rectifier Λ ^Γ _3. The transformer M ₇ is connected on the primary side to a phase and to a star point formed from three resistors.

Die Wirkungsweise der Schrämschutzschaltung, die den betreffenden Leitungsabschnitt auf Isolationsfehler und Überwachungs- bzw. Schutzleiterbruch überwacht, ist ganz ähnlich wie bei den anderen Schaltungen. Damit die bei einem Erdschluß zwischen Schutz- und Überwachungsleiter auftretende maximale Phasenepannung die Fehlererfassung nicht stört, wird die Sekundärspannung des Transformators M₅ nicht zu klein gewählt und ein möglichst großer Kondensator K₁ zwischen Überwachungs- und Schutz-The mode of operation of the anti-cutting circuit, which monitors the relevant line section for insulation faults and monitoring or protective conductor breaks, is very similar to that of the other circuits. So that the maximum phase voltage occurring between the protective and monitoring conductors in the event of a ground fault does not interfere with the fault detection, the secondary voltage of the transformer M _{5 is} not selected too low and the largest possible capacitor K ₁ between the monitoring and protective

leiter geschaltet. Durch den Kondensator X₄ wird die zwischen Schutz- und Überwachungsleiter auftretende Spannung begrenzt.head switched. The voltage between the protective and monitoring conductors is limited by the capacitor X _4.

Die erfindungsgemäße Schrämschutzschaltung ist besonders vorteilhaft, da sie auch dann verwendet S werden kann, wenn — wie im Ausführungsbeispiel dargestellt — eine normale Erdschlußanzeigevorrichtung vorhanden ist. Sie beeinflußt diese im Normalfall nicht, da die resultierende Spannung des Transformators M₇ und der angeschlossenen Phase T gleich Null ist. Wenn aber die Isolationswiderstände des Netzes zwischen den Phasen und dem Schutzleiter unsymmetrisch sind, kann eine Spannung an der Drossel M₆ auftreten, die das Instrument G₃ bzw. das Relais F beeinflußt. Um auch für diesen Fall vollständige Unabhängigkeit zwischen der Erdschluß anzeigevorrichtung und der erfindungsgemäßen Schutzschaltung zu erreichen, wird an Stelle der Drossel M₆ eine ebensolche Drossel M₆ zwischen Schutzleiter und der Phase T (gestrichelt dargestellt) eingeschaltet.The anti-cutting circuit according to the invention is particularly advantageous because it can also be used when - as shown in the exemplary embodiment - a normal earth fault indicator is present. Normally it does not influence this, since the resulting voltage of the transformer M ₇ and the connected phase T is zero. However, if the insulation resistances of the network between the phases and the protective conductor are asymmetrical, a voltage _{can occur at the choke M 6} , which affects the instrument G ₃ or the relay F. In order to achieve complete independence between the earth fault display device and the protective circuit according to the invention in this case, a similar choke M ₆ between the protective conductor and the phase T (shown in dashed lines) is switched on instead of the choke M _6.

Ein weiterer Vorteil ist in der Möglichkeit zu sehen, die Steuerung der Schrämanlage ohne besondere Steuerleitungen einfach über den Schutz- und Überwachungsleiter mit Hilfe des Steuerschalters P vorzunehmen.Another advantage is the ability to control the inclined system without special control lines simply via the protective and monitoring conductor with the help of the control switch P.

Die in Fig. 6 dargestellte Schrämschutzschaltung unterscheidet sich grundsätzlich von allen bisher beschriebenen dadurch, daß keinerlei Überwachungsorgane (Relais, Transformatoren usw.) zwischen Überwachungsleiter und Schutzleiter geschaltet sind. Dadurch entsteht ein Überwachungssystem, das vollkommen unabhängig von Erdschlüssen in der Zuleitung ist. Es wird einmal der Isolationswiderstand zwischen den drei Phasen und dem Überwachungsleiter und zum anderen Mal der Isolationswert zwi- sehen Überwachungsleiter und Schutzleiter überwacht, d. h. daß mit dem Gerät selektiv innere und äußere Isolationsfehler erfaßt werden. Der die überwaehungsspannung liefernde Transformator M₈ ist dabei primärseitig beispielsweise an die Phase T und an einen aus drei Widerständen gebildeten Sternpunkt angeschlossen. An Stelle eines einzigen Gleichrichters in dem einen Überwachungskreis ist die in Sternform geschaltete Gleichrichteranordnung N₂ vorgesehen. Die übrigen nicht erwähnten Gegenstände sind vorhandene allgemein übliche Schaltmittel oder entsprechen den bereits aus vorhergehenden Ausführungsbeispielen bekannten.The cut protection circuit shown in Fig. 6 differs fundamentally from all previously described in that no monitoring devices (relays, transformers, etc.) are connected between the monitoring conductor and protective conductor. This creates a monitoring system that is completely independent of earth faults in the supply line. The insulation resistance between the three phases and the monitoring conductor is monitored on the one hand, and the insulation value between the monitoring conductor and the protective conductor on the other hand, ie internal and external insulation faults are selectively detected with the device. The transformer M ₈ supplying the monitoring voltage is connected on the primary side, for example, to phase T and to a star point formed from three resistors. Instead of a single rectifier in the one monitoring circuit, the rectifier arrangement N ₂ connected in star form is provided. The other objects not mentioned are existing, generally customary switching means or correspond to those already known from previous exemplary embodiments.

Claims

PATENT ACHIEVEMENT: 50

1.Universal guard system, especially for those laid in underground operations, with a protective and a monitoring conductor or electrical lines only provided with a protective conductor, thereby characterized in that a relay arrangement is provided for selective fault detection, which consists of two parallel connected DC relays, one of which has an ohmmeter and a half-wave rectifier is in series, and in series with the parallel connection of the Both DC relays a second half-wave rectifier with the opposite of the first Forward direction is arranged.

2. Guard system according to claim 1, characterized in that the direct current relay discharge capacitors [K ₁ , K ₂ ) are connected in parallel (Fig. 1 to 6).

3. Monitoring system according to claim 1 and 2, characterized in that the relay arrangement on the one hand with the protective conductor [SL) and on the other side either with the line to be monitored or with the monitoring conductor [U) is connected (Fig. 1 to 6).

4. Monitoring system according to claim 1 to 3, characterized in that the independent monitoring circuits with the help of one or more additional half-wave rectifiers [N ₂ , N ₃ . . .) are produced (Fig. 1 to 6).

5. Guard system for face lighting systems according to claim 1 to 4, characterized in that the relay arrangement connected to the protective conductor on one side is connected on the other side to the center tap of a voltage divider [W) arranged between the two lamp phases [L ₁ , L ₂ ) is (Fig. 1).

6. Guard system for face lighting systems according to claim 1 to 4, characterized in that the relay arrangement connected on the one hand to the protective conductor on the other side via the secondary winding of a transformer supplying the monitoring voltage [M ₂ ) with the second lamp phase (L ₂ ) connected (Fig. 2)

7. Guard system for face lighting systems according to claim 1 to 6, characterized in that the relay [D) connected in series with the half-wave rectifier [N ₁ ) and the ohmmeter (G ₁ ) is provided for the insulation monitoring, while the other relay [E ) with the help of a second half-wave rectifier [N ₂ ) connected at the end of the line between the protective conductor and the lamp phase, the protective conductor is monitored for breakage (Fig. 1 to 5).

8. Guard system for face lighting systems according to claim 1 to 4, 6 and 7, characterized in that at the end of the line to be monitored a third one-way rectifier [N ₄ ) is arranged between the protective conductor and the first lamp phase (L ₁ ) (Fig. 3).

9. Guard system for face lighting systems according to claim 1 to 4, characterized in that between the first lamp phase (L ₁ ) and the second lamp phase (L ₂ ) at the beginning and at the end of the line voltage dividers are provided, of which the one at the beginning with his Center tap via the secondary winding of a transformer with the relay arrangement and the center tap located at the end of the line is connected to the protective conductor via a half-wave rectifier.

10. Monitoring system for low-voltage three-phase networks according to claim 1 to 4, characterized in that the relay arrangement is connected to one phase of the line to be monitored via the secondary winding ^{1 of} a transformer (M ₂ ), the primary side of which is connected to the same phase and the zero point of the feeding transformer (M ₄ ) is connected (Fig. 4).

11. Monitoring system for low-voltage three-phase networks according to claim; 1 to 4 and 10, characterized in that the rectifier [N ₂ ) arranged at the end of the conductor for wire break monitoring is connected either to one phase, to the midpoint of a voltage divider between two phases, or to an artificial star point (Fig. 4).

12. Monitoring system for low-voltage three-phase networks according to claim 1 to 4 and 10, characterized marked that at the end of the

a half-wave rectifier is switched on between each phase and the protective conductor is.

13. Monitoring system for low-voltage three-phase networks according to claim 1 to 4, 11 and 12, characterized characterized in that the transformer supplying the monitoring voltage is on the primary side an artificial star point formed by three resistors and connected to a phase is. ίο

14. Monitoring system for low-voltage three-phase networks according to claim 1 to 4, 11 to 13, characterized characterized in that material with a negative temperature coefficient for the neutral point resistors is used.

15. Monitoring system according to claim 1 to 14, characterized in that the relay (D) for the insulation monitoring is de-energized in normal operation, while the other (E) provided for the protective conductor monitoring · is energized in normal operation and that when the latter is de-energized and the the former circuits for the control lamps assigned to the relay are actuated.

16. Monitoring system for sloping lines with protective and monitoring conductors according to claim 1 to 4, characterized in that the transformer (M ₅ ) supplying the monitoring voltage is connected on the primary side to two phases of the line system to be monitored and on the secondary side to the relay arrangement and the monitoring conductor (Ü) (Fig. 5).

17. Monitoring system for sloping lines according to claim 1 to 4 and 16, characterized in that a half-wave rectifier (N ₂ ) is provided at the end of the conductor between protective and monitoring conductors (Fig. 5).

18. Monitoring system for Schrämleitung with protective and monitoring conductor according to claim 1 and 2, characterized in that the relay arrangement is connected on the one hand to the monitoring conductor (Ü) and on the other hand via the secondary winding of the transformer with a phase of the conductor system to be monitored is (Fig. 6).

19. Monitoring system for sloping lines according to claim 1 and 2 and 18, characterized in that that the primary side of the transformer is connected to an artificial one made up of three resistors Neutral point and is connected to a phase (Fig. 6).

20. Monitoring system for sloping lines according to claim 1 and 2, 18 and 19, characterized in that that the protective conductor has a rectifier and a resistor with the three Phases is connected (Fig. 6).

Considered publications:
German patent specification No. 922 180.

1 sheet of drawings