DE888718C

DE888718C - Schutzschaltung fuer Kabel und Leitungen in explosions- bzw. schlag-wettergefaehrdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben

Info

Publication number: DE888718C
Application number: DEP4186A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Mitlehner; Kurt Wulsten
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1949-09-15
Filing date: 1949-09-15
Publication date: 1953-09-03

Description

Schutzschaltung für Kabel und Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben In explosions- b.zw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere in Bergbaubetrieben, verwendet man für die elektrischen Kabel und Leitungen Schutzschaltungen, die bei mechanischen Beschädigungen des Kabels bzw. der Leitung diese sofort abschalten. Zu diesem Zweck hat man außer dem zur Energieübertragung dienenden Hauptleitersystem ein Schutzleitersystem vorgesehen, das aus einem Schutzleiter und einem Überwachungsleiter besteht. Schutz- und Überwachungsleiter umgeben mantelartig die Hauptleiter. Oft ist der Überwachungsleiter von einer leitenden, die Hauptleiter umgebenden Gummihülle gebildet, in der die Schutzleiter isoliert eingebettet sind. Zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter befindet sich eine kleine Wechselspannung. Tritt eine mechanische Beschädigung ,des Kabels bzw. der Leitung auf, so entsteht zwischen Schutz- und Überwachungsleiter ein Stromschluß. Durch :diesen Stromschluß wird über ein Relais ein in den Hauptleitern liegendes Schaltschütz ausgeschaltet.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, an solchen Kabeln bzw. Leitungen eine weitere Schutzmaßnahme zu treffen, (die Störungen ausschließt, wenn ein Fehler an der Isolation der Hauptleiber auftritt. Erfindungsgemäß wird diese Schutzmaßnahmedadurch erreicht, daß das Schutzleitersystem mit :dem Sternpunkt :des Hauptleitersystems über einen Widerstand von solcher Größe verbunden wird, daß beim Auftreten eines Stromschlusses zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter der über den Widerstand und die Schadenstelle fließende Strom mit Hilfe des gleichen Relais das in den Hauptleitern des Kabels bzw. (der Leitung liegende Schütz auslöst. Vorzugsweise wird das Relais des Schützes von der Sekundärseite eines Gleichrichters gespeist, der in Reihe finit dem Überwachungsleiter liegt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ,dargestellt. Mit i sind die Sekundärwicklungen eines dreiphasigen Haupttran,sforrnators bezeichnet, der über ein Zuführungskabel 2 eine Schrämleitung 3 speist. Die Schrämleitung 3 ist durch ein Schütz q. ein- und ausschaltbar. Die Schrämleitung enthält außer den Hauptleitern R, S, T einen Schutzleiter SL und einen Überwachungsleiter TL. Vorzugsweise ist der überwachungsleiter von einer leitenden Gummihülle gebildet, in der :isoliert der Schutzleiter angeordnet ist. Zur Überwachung der Schr ämleitung rdient ein Leitungswächter 5. Dieser enthält einen Hilfstransformator 6, der eine kleine Wechselspannung (24V) zwischen den Schutzleiter SZ und den Überwachungsleiter TL legt. In Reihe mit Odem Überwachungsleiter LL befindet sich ein Gleichrichter 7, zweckmäßig in Graetzschaltung. Die Sekundärseite des Gleichrichters speist ein überwachungsrelais US, .dessen Ruhekontakt 8 das Re-Iais RH für das in :den Hauptleitern R, S, T liegende Schütz 4 schaltet. Das Überwachungsrelais enthält außer dem Ruhekontakt 8 noch einen Arbeitskontakt 9, der beim Ansprechen des Überwachungsrelais eine Selbsthaltung ,des Relais bewirkt.
Die Zeichnung zeigt die Schaltung mit eingeschaltetem Schütz 4. Tritt eine Beschädigung der Schrämleitüng ein, derart, .daß ein Stromschluß zwischen dem Schutzleiter und dem Überwachungsleiter entsteht,* so fließt von der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 6 über ,den Gleichrichter 7 und den Überwachungsleiter TL zur Schadenstelle und von dort über .den Schutzleiter SL zur Sekundärwicklung .des Hilfstransformators ein Strom. Dadurch wird das Überwachungsrelais US zum Ansprechen gebracht. Durch Öffnen des Ruhekontaktes 8 wird das Relais RH stromlos, wodurch das Schütz 4 ,die Schrämleitung 3 abschaltet. Beim -Ansprechen des Überwachungsrelais wurde zugleich der Arbeitskontakt 9 geschlossen. Hierdurch tritt eine Selbsthaltung des Überwachungsrelais US ein.
Tritt an der Schrämleitung 3 ein Fehler an der Isolation eines der Hauptleiter ein, der ebenfalls bei Beschädigungen der Schrämleitung entstehen kann, so spricht der Leitungswächter 5 in der bisher beschriebenen Art noch nicht auf :diesen Fehler an. Ein solcher Fehler kann zu einer erheblichen Störung des Betriebes sich auswirken, wenn er an zwei Häuptleitern gleichzeitig auftritt. In diesem Fall kann ein Ausbrennen der Schrämleitung stattfinden. Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäß das Schutzleitersystem SL der Schrämleitung 3 über einen festen Widerstand io mit dem Sternpunkt des Haupttransformators i verbunden. Sobald ein Fehler an der Isolation eines der Hauptleiten auftritt, fließt von dem Hauptleiter über die Schadenstelle, den Überwachungsleiter TL, den Gleichrichter 7, die Sekundärseite des Hilfstransformators 6, :den Schutzleiter SZ, den Widerstand io zu dem Sternpunkt des Haupttransformators i ein Strom. Der am Sternpunkt ,des Haupttransformators befindliche Widerstand io wirdzweekmäßig so hoch bemessen, daß der über die Schadenstelle fließende Strom gerade noch ausreicht, um über ,den Gleichrichter 7 das Überwachungsrelais US zum Ansprechen zu bringen. Beim Ansprechen des Überwachungsrelais schaltet der Ruhekontakt 8 :den Stromkreis für das Relais RH,des Schützes 4 aus, wodurch das Schütz die Schrämleitung abschaltet. Auch in diesem Fall wird das Überwachungsrelais US durch .den Arbeitskontakt 9 in der Selbsthaltestellun,g gehalten. Um feststellen zu können, ob die Störung, die das Abschalten der Schrämleitung verursachte, vorübergehender Art war, dient eine Prüftaste i i auf der Primär- oder Sekundärseite des Hilfstransformators 6. Wird die Prüftaste gedrückt, so hört die Selbsthaltung ,des Überwachungsrelais US auf. Beim Loslassen der Prüftaste schaltet sofort ,das Schütz 4 wieder ein. Be steht der Feler in der Schrämleitung noch, so schaltet,das Schütz 4 wieder aus, wobei die Selbsthaltung des Überwachungsrelais eintritt.
Die Schutzschaltung gemäß der Erfindung hat den Vorzug, daß sie bereits wirksam wird, bevor ein Isolationsfehler an zwei Hauptleitern und damit ein Stromschluß zwischen den Hauptleitern eintritt. Sie spricht schon an, wenn ein Isolationsfehlen nur -an einem der Hauptleiter entsteht. Auf diese Weise wird vorzeitig ein Kurzschluß zwischen den Hauptleitern infolge Isolationsfehler ausgeschlossen.

Claims

PATENTANSPRüCIIE: i. Schutzschaltung mit einem aus Schutzleiter und Überwachungsleiter bestehenden Schutzleitersystem für Kabel bzw. Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben, bei der zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter eine niedrige Wechselspannung liegt, die beim Auftreten eines Stromschlusses zwischen Überwachungs- und Schutzleiter über ein Relais ein in den Hauptleitern ,des Kabels bzw. der Leitung liegendes Schütz zum Ansprechen bringt, dadurch gekennzeichnet, ,daß das Schutzleiter-System (SL) mit dem Sternpunkt des Hauptleitersystems (R, S, T) über einen Widerstand (io) von solcher Größe verbunden ist, daß beim Auftreten eines Stromschlusses zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter ,der über (den Widerstand und die Schadenstelle fließende Strom mit Hilfe des gleichen Relais (US) :das Schütz (¢) der Hauptleiter auslöst.
2. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (io) so hoch bemessen ist, (daß der vom Hauptleiter über die Schadenstelle fließende Strom gerade noch ausreicht, um das Ausläsen des Schützes (4) zu bewirken.
3. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Schützes (4.) ein Überwachungsrelais (ÜS) dient, das von der Sekundärseite eines Gleichrichters (7) gespeist ist, der in Reihe mit dem Überwachungsleiter (ÜL) liegt.
Schutzschaltung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Steuern des Schützes (4.) dienende Überwachungsrelais (ÜS) beim Ansprechen eine Selbsthaltestellung einnimmt.
5. Schutzschaltung nach Anspruch 1, 3 und .4, gekennzeichnet durch eine Prüftaste (i i), die zum Lösen der Sel,bst'haltestellung des überwachungsrelais (ÜS) dient. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 487 88o, 706 54.0; Zeitschrift »Glückauf«, 1939, S. ISI.