DE1030915B - Schutz- und UEberwachungseinrichtung fuer elektrische Speiseleitungen in Bergbaubetrieben unter Tage - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Das Hauptpatent betrifft eine Schutz- und Überwachungseinrichtung für elektrische Speiseleitungen in Untertagebetrieben, die neben den Energieadern Schutz- und Überwachungsleiter sowie eigene Überwachungseinrichtungen für innere und äußere Fehler enthält, bei der das Überwachungsrelais für innere Fehler eine zweite Wicklung besitzt, die im Stromkreis der Überwachungseinrichtung für äußere Fehler liegt, so daß bei Ausbleiben des Stromes in der Überwachungseinrichtung für äußere Fehler ein Einschalten der Anlage verhindert wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Anordnung weist der Überwachungskreis für äußere Fehler eine elektronische Verstärkung der Fehlerströme auf, die über eine Doppeltriode erfolgt.

Selbst bei der zur Aussteuerung der Doppeltriode erforderlichen verhältnismäßig niedrigen Spannung treten bei Verwendung einer solchen Schutz- und Überwachungseinrichtung in ausgedehnten Kabelnetzen Gefahren bei Trennung der Verbindung zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter infolge eines Fehlers nahe dem Ende der zu überwachenden Leitung auf. Schutzleiter und Überwachungsleiter sind nämlich beispielsweise über einen Widerstand miteinander verbunden, und bei Trennung dieser Verbindung bilden Schutz- und Überwachungsleiter eine Kapazität, die vom Anfang der Leitung her auf die Meßspannung bzw. deren Scheitelwert aufgeladen wird. Durch Wiederverbinden von Schutz- und Überwachungsleiter oder durch einen Fehler zwischen diesen Leitern wird diese Kapazität kurzgeschlossen, und es entstehen an der Verbindungsstelle bzw. Kurzschlußstelle zündfähige Funken, die zu Schlagwetterexplosionen führen können.

Weiterhin erfordert die zur Verstärkung der Meßströme verwendete Verstärkerröhre HilfsSpannungen bis zu 250 V. Es hat sich nun herausgestellt, daß es bei Fehlern in dem zu überwachenden Netz, ζ. Β. infolge von Überspannung, bzw. in dem Überwachungsgerät selbst durch Schäden an Schaltelementen od. dgl. vorkommen kann, daß Spannungen in der Größenordnung der Netzspannung zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter des zu überwachenden Kabels auftreten, die auch nach Abschaltung des Kabels bestehenbleiben, da die Spannungsquellen der Überwachungsgeräte im allgemeinen an Netzpunkte angeschlossen sind, die vor dem Hauptschalter liegen; dadurch ist einmal die Gefahr unzulässig hoher Berührungsspannungen zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter gegeben und andererseits die Entstehung zündfähiger Funken an der Fehlerstelle möglich.

Um diese Fehler zu vermeiden, werden gemäß der Erfindung zur Speisung der Schutz- und Überwachungs-Schutz- und überwachungseinrichtung

für elektrische Speiseleitungen

in Bergbaubetrieben unter Tage

Zusatz zum Patent 1 018 136

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Kurt Wulsten, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden

einrichtung sowie als Meßspannungen Spannungen unter 20 V verwendet, wobei zur Verstärkung der Meßspannung im Meßkreis für äußere Fehler ein Transistor dient. Dieser benötigt keine hohen Betriebsspannungen und erfordert daher auf der Sekundärseite des Hilfstransformators keinerlei Wicklungen für erhebliche Spannungen.

Um auf jeden Fall das Auftreten höherer Spannungen in der Schutz- und Überwachungseinrichtung, vor allem bei geöffnetem Hauptschaltgerät, zu vermeiden, ist es zweckmäßig, den als Hilfsspannungsquelle verwendeten Transformator als Schutztransformator auszubilden.

Aus der Verwendung geringer Spannungen für die Messung des Isolationszustandes ergeben sich ferner kleine Meßströme, die nur nach einer besonderen Verstärkung in der Lage sind, Relais zu betätigen. Zu diesem Zweck ist es von besonderem Vorteil, als Verstärkerelement einen Transistor zu verwenden, der keine hohen Betriebsspannungen benötigt und so auf der Sekundärseite des Hilfstransformators keinerlei Wicklungen für erhebliche Spannungen erfordert.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für einen Leitungswächter gemäß der Erfindung beschrieben.

DerLeitungswächter enthält, wie es bereits bekannt ist, einen Überwachungskreis für äußere Fehler und einen zweiten für innere Fehler. Unter äußeren Fehlern sind dabei Schlüsse zwischen Schutzleiter

8M 528/353

und Überwachungsleiter sowie Unterbrechungen von Schutzleiter oder Überwachungsleiter zu verstehen. Innere Fehler erzeugen einen Schluß zwischen den Hauptleitern des Netzes und dem Überwachungsoder dem Schutzleiter. Für beide Fehlerarten ist jeweils ein Relais vorgesehen.

Der Leitungswächter wird über einen Transformator 1 mit den Sekundärwicklungen 2 und 3 gespeist, der als Schutztransformator ausgebildet ist, so daß ein Übertreten der Netzspannung in die Sekundärwicklung verhindert wird. An die Sekundärwicklungen sind Gleichrichter 4 und 5 angeschlossen, die gemäß der Erfindung die vorgesehenen Kleinspannungen zum Betrieb des Wächters führen. Für jeden Überwachungskreis ist ein besonderes Relais 6 bzw. 7 vorgesehen, deren eine Wicklung 8 bzw, 9 jeweils von dem Gleichrichter 4 konstant erregt wird. Der Meßkreis für äußere Fehler verläuft von dem Pluspol des Gleichrichters 4 über die Widerstände 10 und 11, den Überwachungsleiter, den Widerstand 12 und den Schutzleiter zurück zum Minuspol des Gleichrichters 4. Bei ordnungsgemäß geschlossenem Meßkreis über Schutz- und Überwachungsleiter entsteht an dem Widerstand 10 ein sehr geringer Spannungsabfall, der einem Transistor 12 zugeführt wird. Dieser arbeitet in Emitterschaltung. Die an dem Widerstand 10 abgegriffene Spannung liegt mit dem negativen Potential an der Basis des Transistors und erzeugt einen Kollektorstrom über die Spule 13 des Relais 6. Dieser Strom kompensiert im fehlerfreien Zustand der zu schützenden Leitung den von der Spule 8 erzeugten magnetischen Fluß, so daß das Relais 6 nicht anzieht und der Kontakt 14 geschlossen bleibt. Entsteht in dem Meßkreis ein Fehler, z. B. durch Unterbrechung des Überwachungsleiters F₁ oder durch Schluß zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter F₂, so wird der Kollektorstrom über die Spule 13 verstärkt bzw. geschwächt. Dadurch wird in beiden Fällen das Relais 6 erregt und der Kontakt 14 geöffnet. Dadurch wird die Erregung der Spule 15 des Hauptschalters 16 der zu überwachenden Leitung abgeschaltet und der Schalter geöffnet. In den Überwachungsleiter sind in bekannter Weise Signaldruckknöpfe 22 eingeschaltet, mit deren Hilfe über die Lampen 17 Signale gegeben werden können.

Der Meßkreis für innere Fehler ist im fehlerfreien Zustand offen. Demzufolge wird lediglich die Wicklung 9 des Relais 7 erregt, so daß der Kontakt 21 im normalen Zustand geschlossen ist. Bei Auftreten eines Fehlers schließt sich dieser Meßkreis wie folgt: von dem Minuspol des Gleichrichters 5 über einen der beiden Gleichrichter 18., die in bekannter Weise zur Ankopplung der Meßspannung an den Hauptleiter des Netzes dienen, weiter über einen der Hauptleiter, die Fehlerstelle (z. B. F₃), den Überwachungsleiter, einen der Widerstände 20_J die Wicklung 19 des Relais 7 und zurück zum Pluspol des Gleichrichters 5. Durch den die Spule 19 durchfließenden Strom wird der von der Wicklung 9 erzeugte magnetische Fluß in dem Relais kompensiert, so daß der Kontakt 21 öffnet und der Schalter 16 abgeschaltet wird. Die Widerstände 20 sind sehr hoch gewählt, damit sie den Meßkreis für äußere Fehler möglichst wenig beeinflussen. Durch die Schaltung dieses Kreises ist gewährleistet, daß innere Fehler bei geöffnetem Schalter 16 nur mit Kleinspannung gemessen werden.

Die Schaltung des Gerätes ist so ausgebildet, daß alle Spannungsquellen sowie die Meßkreise sich selbst überwachen, so daß Einflüsse, die die Meßaufgabe gefährden, zu einer vorsorglichen Abschaltung der zu überwachenden Leitung führen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schutz- und Überwachungseinrichtung für elektrische Speiseleitungen in Untertagebetrieben, die neben den Energieadern Schutz- und Überwachungsleiter enthalten, mit eigenen Überwachungseinrichtungen für innere und äußere Fehler, bei der das Überwachungsrelais für innere Fehler eine zweite Wicklung besitzt, die im Stromkreis der Überwachungseinrichtung für äußere Fehler liegt, so daß bei Ausbleiben des Stromes in der Überwachungseinrichtung für äußere Fehler ein Einschalten der Anlage verhindert wird, nach Patent 1 018 136, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihrer Speisung sowie als Meßspannungen Spannungen unter 20 V verwendet sind, wobei zur Verstärkung der Meßspannung im Meßkreis für äußere Fehler ein Transistor dient.

2. Schutz- und Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie über einen Schutztransformator gespeist wird.

3. Schutz- und Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor in Emitterschaltung arbeitet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schrank: »Schutz gegen Berührungsspannungen«, Berlin 1952, S. 73 ff.;

D ο s s e : Der Transistor, ein neues Verstärkerelement, Berlin 1955, S. 25, 70, 75.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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