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Streekensehutz durch Richtungsrelais.
Es ist bekannt, die Abschaltung einer Strecke davon abhängig zu machen, dass Energie von beiden Seiten in die Strecke hineinfliesst und ausserdem mindestens ein Überstromrelais anspricht. Damit die Abschaltung auch dann möglich ist, wenn die Strecke nur einseitig gespeist wird, besitzen bei den bekannten Anordnungen die Überstromrelais Ruhekontakte, und der die Ausschaltung bewirkende Strom verläuft von dem einen Streekenende über Hilfsleitungen und den Ruhekontakt des Überstromrelais an demjenigen Streekenende, an dem keine Energie in die Leitung hineinfliessen kann. Bei einer Unterbrechung der Hilfsleitung versagt infolgedessen die Abschaltvorrichtung.
Gemäss der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, dass über die Hilfsleitungen zwischen den Streckenenden nicht der die Auslösung bewirkende Strom, sondern ein die Auslösung verhindernder Strom fliesst. Erfährt dabei die Hilfsleitung eine Unterbrechung, so kann dies nicht die Wirkung haben, dass die Abschaltung eines Fehlers unterbleibt.
Zur Durchführung des Erfindungsgedankens wird die Anordnung beispielsweise so getroffen, dass das Anregerelais, etwa ein Überstromrelais oder Spannungsabfallrelais oder eine Kombination dieser beiden, am einen Streckenende die Abschaltspule des andern Streckenendes unwirksam macht, dass aber das Energierichtungsrelais an jenem andern Streckenende nach Ablauf einer gewissen Zeit das Sperrkommando unwirksam machen und dann die Auslösespule einschalten kann.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die in der Figur beispielsweise dargestellte Anordnung.
Es sind in dieser Figur die Relais an den beiden Streckenenden und die Verbindungsleitungen dargestellt. Jedes Streckenende besitzt Überstromrelais U, von denen in der Figur nur je eins gezeichnet ist, die aber auch in grösserer Anzahl vorhanden sein können und parallelgesehaltete Kontakte besitzen. Wenn das Überstromrelais U seinen Kontakt u schliesst, wird einerseits ein Zeitrelais Z eingeschaltet und anderseits ein Stromkreis über den Ruhekontakt eines Hilfsrelais Hi geschlossen. Das Zeitrelais Z besitzt einen Vorkontakt Zi und einen Hauptkontakt %. Sobald der Kontakt 2i geschlossen wird, erhält der Klappmagnet K des Richtungsrelais R Strom.
Bei entsprechendem Ausschlag des Ankers rl des Richtungs-
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den Kontakt Z2 des Zeitrelais kann die Auslösespule 1- etwas später ebenfalls an Spannung gelegt werden. Diese zweite Einschaltmöglichkeit ist unabhängig von der Stellung des Ruhekontaktes des Hilfsrelais H2, aber abhängig vom Kontakt des Richtungsrelais R.
Am andern Streckenende sind ebenfalls Dberstromrelais U, ein Zeitrelais Z und eine Auslöse-
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welche den Relais und H2 am andern Streckenende entsprechen. Die Anordnung an den beiden Streckenenden entsprechen sich also in allen Teilen.
Beim Ansprechen des Überstromrelais am linken Streckenende wird über den Ruhekontakt des dortigen Hilfsrelais ssi das Hilfsrelais H4 am rechten Streckenende erregt. Dadurch wird der Ruhekontakt dieses Hilfsrelais geöffnet und hiedurch zugleich auch der Erregerstromkreis für die Auslösespule am rechten Streckenende unterbrochen. Dem Sperrbefehl, der vom linken Streckenende zum Hilfsrelais H4 am rechten Streckenende gegeben wird, entspricht ein vom rechten Streckenende über den Ruhekontakt des Hilfsrelais Bu verlaufender Sperrbefehl, durch den das Hilfsrelais H2 am linken
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Streckenende erregt wird. Die Erregung des Relais H2 hat die Wirkung, dass die Auslösespule am linken Streckenende abgeschaltet wird.
Die Sperrbefehle von rechts nach links und von links nach rechts werden in dem Augenblick gegeben, in dem die Überstromrelais ansprechen. Wenn nur ein Überstromrelais am linken Streckenende anspricht, erfolgt nur eine Sperrung der Auslösung am rechten Ende. Umgekehrt wird beim Ansprechen nur das Überstromrelais am rechten Streekenende die Abschaltung am linken Streckenende gesperrt.
Nach Ablauf der Zeit, bis die Zeitrelais'Z die Vorkontakte Zi bzw. Z3 schliessen, wird bei in der Strecke liegendem Fehler der Kontakt der Richtungsrelais an jedem Streckenende geschlossen. Das Sperrkommando für die Auslösung im rechten Schalter wird durch Öffnung des Ruhekontaktes des Hilfsrelais Bi am linken Streckenende beendet, dementsprechend das Sperrkommando für die Auslösung am linken Streckenende durch Öffnung des Ruhekontaktes des Hilfsrelais H3 am rechten Streckenende.
Dadurch schliessen sich die mit den Auslösespulen in Reihe liegenden Ruhekontakte der Hilfsrelais H2 und H4, so dass die Auslösespulen an beiden Streckenenden Strom erhalten und die Leitung abschalten.
Wenn Speisung nur von links her möglich ist, kann nur am linken Streckenende ein Überstromrelais ansprechen, während am rechten Streckenende alles in Ruhe bleibt. Infolgedessen wird die Auslösung des Schalters am rechten Streckenende durch ein vom linken Streckenende her gegebenes Sperrkommando gesperrt. Die Auslösung des Schalters am linken Streckenende dagegen wird nicht verriegelt.
Infolgedessen erfolgt die Abschaltung, sobald der Kontakt z, des Zeitrelais Z sich schliesst.
Liegt der Fehler ausserhalb der Strecke, so fliesst die Energie durch die zu schützende Strecke hindurch, beispielsweise von links nach rechts. Die Überstromrelais an beiden Streckenenden sprechen an, und die Auslösevorrichtungen an beiden Streckenenden werden infolgedessen gesperrt. Das Energierichtungsrelais am linken Streckenende stellt sich auf Abschaltung ein. Das Energierichtungsrelais am rechten Streckenende verbietet hier die Abschaltung. Sobald dann das Zeitrelais Z am linken Streckenende seinen Vorkontakt 2J. schliesst, wird das Hilfsrelais Bi über den Kontakt des Richtungsrelais erregt, und der Sperrbefehl für die Aussehaltvorrichtung am rechten Streckenende wird aufgehoben.
Da das Energierichtungsrelais am rechten Streckenende aber keine Ausschaltung zulässt, hat die Aufhebung des Sperrbefehls für das rechte Streckenende keine Wirkung. Am linken Streckenende ist die Auslösespule--1 nicht erregt, weil der Ruhekontakt des Hilfsrelais H2 infolge des Ansprechens des Überstromrelais am rechten Streckenende geöffnet wurde und in der Offenstellung verblieben ist, weil der Sperrbefehl aufrechterhalten wurde. Infolgedessen ist die Auslösung also weder am linken noch am rechten Streckenende erfolgt.
Nach Ablauf einer weiteren Verzögerungszeit, der sogenannten Reservezeit, aber schliesst das Zeitrelais Z am linken Streckenende und entsprechend auch das Zeitrelais Z am rechten Streckenende den Hauptkontakt Z2 bzw.-,. Durch diese Hauptkontakte werden die Ruhekontakte der Hilfsrelais H2 und H4 überbrückt. Die Auslösung ist infolgedessen mit der grösseren Verzögerung auch dann möglich, wenn der Sperrbefehl den Ruhekontakt des Relais H2 oder H4 offenhält. Die Auslösung bleibt aber abhängig von dem Ausschlagsinn des Energierichtungsrelais. Infolgedessen kann der Schalter am rechten Streckenende nicht ausgelöst werden, der am linken Streckenende dagegen wohl.
Bei einer Leitung mit mehreren hintereinanderliegenden Strecken lässt sich mit den Hauptkontakten der Zeitrelais ein Selektivschutz mit fester oder abhängiger Zeitstaffelung durchführen. Das Zeitrelais kann beispielsweise auch ein Überstromzeitrelais oder ein Widerstandszeitrelais sein. In den meisten Fehlerfällen wird dann die Reservezeit wesentlich kürzer ausfallen, als dies bei fester Zeitstaffelung durchführbar ist. Es ist dabei zweckmässig, die Zeit bis zur Schliessung der Vorkontakte fest einzustellen, gegebenenfalls bei allen Relais gleich.
Die Auslösung der Schalter an den Streckenenden erfolgt bei der neuen Anordnung durch einen Lokalstromkreis im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, wo der Auslösestrom über die Hilfsleitung und beide Relaisorte geführt ist. Während bei der bekannten Anordnung jede Abschaltung unmöglich ist, wenn die Hilfsleitung unterbrochen ist, hat eine Unterbrechung der Hilfsleitung bei der neuen Anordnung nur die Wirkung, dass die gegenseitige Beeinflussung der Relais an den Streckenenden ausfällt. Infolgedessen lösen bei einem Reissen der Verbindungsleitungen die Energierichtungsrelais und Überstromrelais an jedem Streckenende als selbständige Schutzeinrichtungen ihren Schalter aus, wenn das Zeitrelais Z seinen Vorkontakt 2J. bzw. % schliesst und der Ausschlagsinn des Energierichtungsrelais die Ausschaltung zulässt.
Man kann, um auch in einem solchen Falle selektive Abschaltung zu erzielen, auch den Zeitablauf der Vorkontakte der aufeinanderfolgenden Zeitrelais staffeln.
Die beiden Verbindungsleitungen zwischen den Stationen befinden sich im Normalzustand auf gleichem Potential ; denn sie verbinden die meistens geerdeten Minuspol der Ortsbatterie am linken, Streckenende und am rechten Streckenende miteinander. Erst beim Ansprechen der Anregerelais wird. das Ende der einen Hilfsleitung mit dem Pluspol der linken und das eine Ende der andern Verbindung, der Hilfsleitung mit dem Pluspol der andern Ortsbatterie verbunden. Eine Verbindung zwischen den beiden Hilfsleitungen kann allerdings die Wirkung haben, dass ein Sperrbefehl, der von einem Streckenende zum andern gegeben wird, dort keine Wirksamkeit mehr besitzt.
Beispielsweise könnte ein Kurz-,/
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schluss zwischen den beiden Hilfsleitungen die Folge haben, dass bei einem Ansprechen des Überstromrelais am linken Streekenende ein Strom vom Pluspol der dortigen Ortsbatterie über den Ruhekontakt des Hilfsrelais Bi und im wesentlichen über die Spule des Hilfsrelais H2 verläuft. Dadurch wird dann der Sperrbefehl nicht am entfernten Streckenende, sondern am gleichen Streckenende wirksam.
Eine derartige Betriebsstörung reicht aber nicht aus, um die Abschaltung am linken Ende zu verhindern, weil diese über den Kontakt Z2 des dortigen Zeitrelais Z und das zugehörige Richtungsrelais unabhängig von Relais H2 erfolgen kann, und ist auch nur dann denkbar, wenn die Kurzsehlussstelle selbst genügend widerstandslos ist und ausserdem in der Nähe eines Streckenendes erfolgt, so dass tatsächlich der zum andern Streckenende fliessende Teilstrom zu klein ist, um die Sperrung der Auslösung an jenem Ende zu bewirken. Der über die Hilfsleitung und den Ruhekontakt des Relais Fi oder Ra fliessende Strom ist in diesem Falle aber wesentlich stärker, als er bei normalem Arbeiten der Vorrichtung werden kann.
Man kann sich infolgedessen gegen die unerwünschte Sperrung der Auslösung am gleichen Streekenende durch Einbau einer Sicherung 81 bzw. 82 in die Hilfsleitung schützen.
In dem ausgeführten Beispiel werden die Hilfsleitungen beim Ansprechen der Überstromrelais an die Lokalstromkreise der Streekenenden angeschlossen. Wenn die Entfernungen gross sind, wird man nach Möglichkeit Telephonleitungen für den Leitungsschutz heranziehen, d. h. man wird den Sperrbefehl von einem Streckenende zum andern über Telephonleitungen senden. Zu dem Zweck empfiehlt es sich dann, von den Lokalstromkreisen unabhängige Stromquellen für die Hilfsleitungen zu verwenden.
In erster Linie kommt dabei Wechselstrom in Frage, weil Wechselstromsignale über Telephonleitungen auch dann übertragen werden können, wenn in die Telephonleitungen Transformatoren eingebaut sind.
Die Relaiseinrichtungen werden beispielsweise an jedem Streckenende durch je ein weiteres Hilfsrelais ergänzt, das eingeschaltet wird, wenn ein Überstromrelais anspricht, und das dann die für die Übertragungsleitung vorgesehene Stromquelle über den Ruhekontakt des Hilfsrelais Hi bzw. des Hilfsrelais H3 an die Verbindungsleitungen, die Telephonleitungen oder auch Telegraphenleitungen anschliesst.
Auf die Hilfsleitungen kann vollkommen verzichtet werden, wenn Hochfrequenzsende-und Empfangseinrichtungen für jedes Leitungsende vorgesehen werden, welche beispielsweise, solange die Starkstromleitung intakt ist, ständig die Auslöseeinriehtungen gegenseitig sperren. Bei Auftreten eines Fehlers kann durch ein Zeitrelais der Sperrbefehl aufgehoben werden, wenn das Energierichtungsrelais in die Strecke hineinweist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Streckenschutzschaltung, bei der zwecks Abschaltung einer kranken Leitungsstrecke Anregerelais und Richtungsrelais an den Streckenenden vorgesehen sind, durch welche bei einem Leitungsfehler die Schalter einer Strecke ausgelöst werden, wenn die Energie über die Schalter in die Strecke hineinfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung eines Leitungsschalters unabhängig von der Energierichtung zunächst durch das Anregerelais (u) des entfernten Streckenendes gesperrt wird, wenn an diesem entfernten Streekenende ein Anregerelais anspricht, und dass die Sperrung dann nachträglich wieder aufgehoben wird, wenn das Richtungsrelais (R) an diesem entfernten Streekenende in die Strecke hineinfliessende Energie anzeigt.