DE1000497B - Schutzschaltung, vorzugsweise fuer Untertagebetrieb - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist in Untertageanlagen üblich, am Haupttransformator der Anlage eine Isolationsüberwachung des gesamten Netzes vorzunehmen. Ferner ist bekannt, bestimmte Leitungsstränge, beispielsweise Schrämleitungen, auf Schluß der verschiedenen Adern.untereinander bzw. der Adern gegen Erde zu überwachen. Bei manchen Leitungen, beispielsweise solchen für Bandantriebe, wird eine Überwachung der Leitungen im einzelnen nicht vorgenommen. Fehler sind in diesem Fall also nur am Überwachungsgerät, welches am bzw. nahe dem Transformator angeordnet ist, erkennbar. Es ist jedoch dabei nicht möglich, irgendwelche Schlüsse auf die Lage des Fehlerortes zu ziehen. Störungen im Untertagenetz sollen aber mit Rücksicht auf eine möglichst nur kurzzeitige Unterbrechung des Betriebes schnell ihrer örtlichen Lage nach erfaßt werden, weshalb der Wunsch nach einer selektiven Fehlerermittlung dem Ort nach besteht. Isolationsmessungen mit Brückenschaltungen, die eine Fehlerortung ermöglichen, sind sehr kostspielig und erfordern einem großen Aufwand. Sie sind daher in ihrer Anwendung für den Untertagebetrieb nicht geeignet.

Ebenso ist auch die Verwendung anderer bekannter Erdschlußschutzeinrichtungen unzweckmäßig, die zwar Netzteile bei geöffnetem Hauptschalter überwachen, dazu aber eine erhebliche Anzahl an Bauelementen benötigen. Es sind nämlich Vorschaltdrossein und in jeder Phase der zu überwachenden Leitung Shunte erforderlich, die dem Netzstrom entsprechend bemessen sein müssen und daher in größeren Anlagen sehr umfangreich werden.

Demgegenüber ermöglicht eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung eine Fehlererfassung mit verhältnismäßig einfachen Mitteln. Gemäß der Erfindung werden beim Abschalten einer Abzweigleitung eine oder mehrere ihrer Adern an eine Prüfeinrichtung mit einem Relais für die Sperrung der Wiedereinschaltung der Leitung bei Bestehen eines Fehlers in dieser Leitung geschaltet.

Die Erfindung ist sowohl bei Schrämleitungen anwendbar, die außer dem Schutzleiter einen besonderen Überwachungsleiter aufweisen, als auch bei normalen vieradrigen Leitungen, deren vierte Ader neben den Leitungen des dreiphasigen Systems den Schutzleiter bildet.

Ist die zu überwachende Leitung nicht dauernd durch einen die drei Speiseleitungen überbrückenden Verbraucher geschlossen, wie z. B. die Wicklung eines Motors od. dgl., die im Falle eines auftretenden Fehlers als vorgegebene elektrische Brücke zwischen den drei Speiseleitungen dient, wenn die Überwachungseinrichtung nur einphasig angeschlossen wird, so kann es zweckmäßig sein, die erfindungs-

Schutzschaltung, vorzugsweise
für Untertagebetrieb

Anmelder: Siemens-Schuckertwerke,

Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Arnold Einsele und Kurt Wulsten,

Berlin-Siemensstadt,
sind als Erfinder genannt worden

gemäß benutzte besondere Leitung zum Schutzleiter über einen durch Widerstände gebildeten künstlichen Sternpunkt an die drei Speiseadern der zu überwachenden Leitung anzuschließen.

Zwei Ausführungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Figuren der Zeichnung.

Fig. ι zeigt eine Anordnung für eine Schrämleitung und

Fig. 2 eine solche, wie sie in Verbindung mit jeder normalen vieradrigen Leitung verwendbar ist.

ι bezeichnet die Sekundärwicklung des Transformators, der die ganze Anlage versorgt. An diesen schließt sich ein mehr oder weniger umfangreiches Netz an, welches durch die Leitung 2 angedeutet ist. 3 ist ein Schütz oder ein Selbstschalter für die Abtrennung einer, vom speisenden Netz aus betrachtet, hinter ihm liegenden Schrämleitung. Diese besitzt außer den Adern 4 für die Speisung eines Verbrauchers den Schutzleiter 5 und einen Überwachungsleiter 6. Für den Schutz der Schrämleitung gegen Erdschlüsse und andere elektrische Schäden ist in bekannter Weise eine Meßeinrichtung vorgesehen, die in ihrer Gesamtheit mit 7 bezeichnet ist. Für die Speisung dieser Meßeinrichtung ist es gleichgültig, welche Spannungsquellen für sie benutzt werden und woher die elektrische Energie entnommen wird. Es ist nur wesentlich, daß bei Entnahme der Spannung unmittelbar aus dem die Anlage speisenden Netz keine Abnahme der elektrischen Energie hinter dem Schaltgerät 3 erfolgt, vom speisenden Transformator aus betrachtet. Der Hauptleiter 11 ist über einen Widerstand 9 und einen Ruhekontakt des Schaltgerätes 3

mit dem Schutzleiter 5 elektrisch verbunden, sobald sich das Schaltgerät 3 in der geöffneten Stellung befindet. In diesem Zustand der Anlage findet mittels der Meßeinrichtung 7 eine dauernde Messung auf Erdschluß an den drei Hauptadern statt, wobei in diesem Fall unterstellt ist, daß am rechten Ende der Leitung 4 ein Verbraucher angeschlossen ist, z. B. der Ständer eines Drehstrommotors od. dgl., der unmittelbar eine elektrische Verbindung zwischen den drei speisenden Adern 4 der Speiseleitung des Verbrauchers bildet. Für die Erläuterung der Wirkung sei unterstellt, daß ein Fehler zwischen der mittleren speisenden Ader und dem Überwachungsleiter 6 entstanden ist, wie er durch den Blitzpfeil 10 angedeutet ist. In diesem Zustand entsteht ein Stromlauf von der Meßeinrichtung 7 über den Überwachungsleiter 6, den Fehler 10, den angeschlossenen Motor, den Hauptleiter 11, den Widerstand 9, den Ruhekontakt 8, den Schutzleiter 5 zur Meßeinrichtung. Wenn der entstandene Fehler also als elektrische Brücke einen be- ao stimmten Widerstandswert unterschreitet, erfolgt ein Ansprechen der Meßeinrichtung 7, wodurch über eine nicht besonders dargestellte Anordnung die Einschaltung des Schaltgerätes 3 gesperrt wird. Wie hieraus zu erkennen ist, bietet die erfindungsgemäße Anordnung in ihrer Anwendung auf den einzelnen Abzweig den Vorteil, daß dieser auf etwa entstehende Fehler durch Erdschluß dauernd überwacht wird und, sobald ein Fehler entstanden ist, der Abzweig nicht eingeschaltet werden kann. Ist der Abzweig bereits eingeschaltet, so bewirkt der entstehende Fehler ein Abschalten des Hauptschützes durch die Meßeinrichtung 7, und zwar schließt sich in diesem Fall der Stromkreis über einen an dem Transformator vorgesehenen Widerstand 14 zwischen dem Sternpunkt und dem Schutzleiter oder über die natürlichen Kapazitäten 15 des Netzes. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Meßeinrichtung 7 durch die Wechselspannung des Haupttransformators zum Ansprechen kommt. Zu diesem Zweck sind in der Meßeinrichtung entweder besondere Relais vorhanden, die auf Wechselstrom ansprechen, oder es ist das polarisierte Relais derart ausgebildet und geschaltet, daß es bei Speisung bzw. Erregung durch Wechselstrom in der Auslösestellung für das Hauptschaltgerät des Abzweigs in Selbsthaltung geht. Hierdurch wird der beschädigte Leitungszweig automatisch vom Netz abgetrennt. Sobald aber das Schütz geöffnet ist, wird der Ruhekontakt 8 des Schützes wirksam, wodurch eine Sperrung des Hauptschützes oder Selbstschalters 3 durch die Meßeinrichtung 7 gegen Einschaltung stattfindet.

An dem Isolationsüberwachungsgerät, welches am Haupttransformator angeordnet sein kann, wird also nur der Isolationszustand des vor dem Schaltgerät 3, von dem speisenden Netz aus betrachtet, verbleibenden Anlageteiles gemessen.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit einer Leitung, die keine Überwachungsadern enthält, sind die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Der untere Leiter der «en Verbraucher speisenden Leitung 13 ist in diesem Fall über den Schutzwiderstand 9 und den Ruhekontakt 8 an die Meßeinrichtung 7 angeschlossen, die mit ihrem anderen Ende an dem Schutzleiter 5 liegt. In dieser Figur ist gleichzeitig durch die gestrichelt wiedergegebenen Widerstände 12 angedeutet, wie durch diese zusammen mit dem Widerstand 9 die Bildung eines künstlichen Sternpunktes stattfinden kann, an den der Ruhekontakt 8 elektrisch angeschlossen ist. Wie bereits oben hervorgehoben, wird eine solche Anordnung dann gewählt, wenn damit gerechnet werden muß, daß das rechte Ende der Leitung gegebenenfalls nicht durch einen Verbraucher abgeschlossen ist, der eine elektrische Brücke zwischen den Adern der Leitung bildet. Auch bei dieser Anordnung erfolgt bei geöffnetem Schaltgerät 3 eine Isolationsüberwachung zwischen den Hauptadern 13 und dem Schutzleiter 5. Bei einem Fehler in der Abzweigleitung kann dieser Schalter also nicht eingeschaltet werden. Ist der Abzweig bereits eingeschaltet, und es entsteht ein Fehler, so erfolgt zwar keine Abschaltung, der Fehler ist jedoch_f sofort zu erkennen, wenn zum Zwecke der Prüfung des Zustandes der Leitung das Schaltgerät 3 probeweise geöffnet wird.

Claims (6)

P AT E N T A N S P R C C IIE:

1. Schutzschaltung für elektrische Verteilungsanlagen, insbesondere in Bergbaubetrieben unter Tage, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten einer Abzweigleitung eine oder mehrere ihrer Adern an eine Prüfeinrichtung mit einem Relais für die Sperrung der Wiedereinschaltung der Leitung bei Bestehen eines Fehlers in dieser Leitung geschaltet werden.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ruhekontakt des Schaltgerätes bei dessen Ausschaltung den Stromkreis der Überwachungseinrichtung vorbereitet.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung über einen Schutzwiderstand erfolgt.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, mit dauernd an die speisenden Adern angeschlossenem, sie elektrisch überbrückendem Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine speisende Ader auf die Meßeinrichtung geschaltet wird.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, mit nur gegebenenfalls an die speisenden Adern angeschlossenem und sie elektrisch überbrückendem Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß die drei speisenden Adern über einen durch Widerstände gebildeten künstlichen Nullpunkt auf die Meßeinrichtung geschaltet werden.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände für die Bildung des künstlichen Nullpunktes gleichzeitig als Schutzwiderstände benutzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 690 131.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen·

© 609 740/321 12.56