DE1141564B

DE1141564B - UEberwachungsvorrichtung fuer elektrische Schutzeinrichtungen an korrosionsgefaehrdeten Anlagen

Info

Publication number: DE1141564B
Application number: DES47710A
Authority: DE
Inventors: Erich Bergner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-02-29
Filing date: 1956-02-29
Publication date: 1962-12-20

Description

Überwachungsvorrichtung für elektrische Schutzeinrichtungen an korrosionsgefährdeten Anlagen Es sind sogenannte elektrische Korrosionsschutzeinrichtungen bekannt, deren Wesen darin besteht, bei Anlagen, in denen ein Elektrolyt zur Wirkung kommt, eine Gegenspannung zu denjenigen Spannungen von außen einzuführen, welche die elektrolytischen Korrosionserscheinungen hervorrufen. Es ist z. B. vorgeschlagen worden, in Wasserwerken bzw. Brunnenanlagen eine elektrische Gegenspannungsquelle einerseits an das Saugrohr und andererseits an besondere, in das Brunnenwasser eingehängte Elektroden, z. B. aus Graphit, anzuschließen. Hierdurch ist eine sonst mögliche Korrosion weitgehend herabgesetzt, weil die Spannung, welche für die Korrosion in der Anlage bzw. für die mit dieser verbundenen Ionenwanderung bestimmend sein würde, auf diese Weise mindestens kompensiert wird. Damit man nun die Gewähr hat, daß eine solche Korrosionsschutzanlage auch ordnungsgemäß arbeitet, soll die Anlage zweckmäßig derart auf ihren Zustand elektrisch überwacht werden, daß irgendwelche Störungen sofort angezeigt werden. Störungen dieser Art können z. B. irgendwelche Unterbrechungen in dem Gegenspannungskreis sein oder ein Ansteigen der an dem zur Korrosion neigenden System entstehenden elektrischen Spannung. Die Ströme, die von einer solchen überwachungseinrichtung beherrscht werden müssen, umfassen aber hinsichtlich ihrer möglichen Werte ein verhältnismäßig großes Intervall, z. B. von etwa 100 mA bis 10A. Dieses wird einerseits bestimmt durch die Größe der Anlage und andererseits durch Änderungen in dem natürlichen elektrolytischen System. Will man eine wirksame überwachungseinrichtung haben, so muß diese also derart eingerichtet sein, daß sie den Strom ungeachtet seiner jeweiligen Größe in dem gesamten maximal in Frage kommenden Intervall überwachen kann. Treten also nur kleine Ströme auf, so muß die überwachungseinrichtung bereits auf diese ansprechen. Sie muß aber ebensogut auch, wenn sehr starke Ströme auftreten, diese .aufnehmen können, ohne dabei irgendwelchen Schaden zu erleiden. Für die Erzielung einer solchen einwandfreien überwachung könnte man evtl. in Erwägung ziehen, eine Überwachungseinrichtung zu benutzen, welche mit Relais arbeitet, und zwar, damit in dem in Frage kommenden Intervall die überwachungseinrichtung einerseits genügend empfindlich ist und andererseits gegenüber den auftretenden hohen Werten nicht Schaden leiden kann, mehrere Relais zu verwenden, von denen jedes nur etwa einen Teilbereich des gesamten Intervalls beherrscht. Eine solche Anordnung würde aber sehr aufwändig sein, weil man in diesem System eine entsprechende Kaskadenanordnung für das Ansprechen benutzen müßte mit entsprechenden gegenseitigen Verriegelungen für die einzelnen Relais.
Gemäß der Erfindung wird ein wesentlich einfacherer Aufbau für eine Überwachungseinrichtung an einer elektrischen Korrosionsschutzeinrichtung vorgeschlagen, der darin besteht, daß die Hilfsspannungsquelle über ein Gleichrichterelement angeschlossen ist, das einen Stromdurchgang in einer dieser Spannung entgegengesetzten Richtung sperrt, und daß in dem Kreis der Hilfsspannung ein empfindliches Relais vorgesehen ist, das einen überwachungsstromkreis mit Ruhestrom- oder Arbeitsstromcharakter steuert.
Zweckmäßigerweise wird dabei das Relais so bemessen, das es im normalen Betrieb bereits bei einem sehr kleinen Strom anspricht. Zur Wicklung dieses Relais wird ein spannungs- bzw. stromabhängiger nichtlinearer Widerstand solcher Art parallel geschaltet, daß sein Widerstandswert mit zunehmendem Strom abnimmt.
Der der Relaiswicklung parallel geschaltete nichtlineare Widerstand ist, bezogen auf die Relaiswicklung, derart in seiner Kennlinie bemessen, daß er im Ansprechbereich des Relais bei niedrigen Strömen der Anlage einen hochohmigen Widerstand darstellt, dagegen bei hohen Strömen der Anlage einen rasch abfallenden Widerstandswert annimmt, so daß er bei diesen hohen Strömen einen wesentlichen Teil des Gesamtstromes der Anlage übernimmt. Eine solche Parallelschaltung hat bekanntlich die Eigenart, daß bei kleinen Strömen über diesen nichtlinearen Widerstand nur ein sehr kleiner Strom fließt. Es fließt also ein ausreichender Strom über die Relaiswicklung, so daß dieses auch bereits bei einem kleinen Strom zum Ansprechen kommt und die Überwachungseinrichtung in Gang setzt bzw. betätigt. Treten nun in der Anlage sehr große Ströme auf, so ist die Relaisanordnung auch in diesem Fall ohne weiteres in der Lage, einwandfrei die Überwachung zu übernehmen, denn es wird ein entsprechender wesentlicher Anteil des Stromes seinen Weg über den nichtlinearen Widerstand bzw. das Trockengleichrichterventil nehmen können, während das Relais im wesentlichen nur seinen Erregerstrom führt.
Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung veranschaulicht die Zeichnung. In dieser bezeichnet 1 eine Brunnenanlage mit der Quell-Wasserfüllung 2. In dieses Wasser ist der Saugkorb 3 eingesenkt, der sich am unteren Ende der Saugleitung 4 befindet. In das Wasser ist ferner ein Elektrodensystem 5 eingetaucht, welches z. B. durch Graphitelektroden gebildet wird. An dieses Elektrodensystem einerseits über die Leitung 6 und an das Saugrohr 4 andererseits über die Leitung 7 ist eine Gleichspannungsquelle 8 angeschlossen, welche durch einen an das Wechselstromnetz angeschlossenen Transformator8a und einen nachgeschalteten Gleichrichter 8 b gebildet wird. In denLeitungszug vondieserGleichspannungsquelle ist das Relais 9 eingeschaltet, welches zur Betätigung des Überwachungskreises dient, der von der Primärwicklung des Transformators 8 a gespeist wird und als Überwachungsorgan, z. B. eine Lampe 10, enthält. Parallel zu der Wicklung des Relais 9 liegt als nichtlinearer Widerstand das Trockengleichrichterventil Il. Die Gleichspannungsquelle 8 ist an das Brunnensystem derart angeschlossen hinsichtlich ihrer Polarität, daß sie eine Gegenspannung bildet zu einer elektrischen Spannung, welche an dem elektrolytischen Brunnensystem entstehen kann und bei Nichtvorhandensein der Gegenspannungsquelle 8 zu Korrosionserscheinungen an der Anlage durch Zerstörungen des Saugsystems Anlaß geben könnte. Liefert die Wechselspannungsquelle keine Spannung an den Transformator 8, so ist das Schaltorgan des Relais 9 geöffnet. Sobald aber nur ein sehr kleiner Strom über das Relais fließt, spricht dieses bereits an, und damit wird im Überwachungskreis das Überwachungsorgan 10 in Form der Lampe zum Ansprechen bzw. Aufleuchten gebracht. Die Einstellung der Anlage hinsichtlich der von der Gleichspannungsquelle 8 gelieferten Gegenspannung erfolgt zweckmäßig , derart, daß diese Spannung um ein geringes größer ist als der normalerweise in der Anlage zu erwartende Wert der zu einer Korrosion Anlaß gebenden Spannung, so daß man also dauernd sieht, ob die Anlage in jeder Hinsicht in Ordnung ist. Fällt nämlich die Wechselspannungsquelle an dem System aus, so kommt bereits auf diese Weise die Lampe zum Erlöschen und zeigt dadurch an, daß die Überwachungseinrichtung sich nicht in ordnungsgemäßem Zustand befindet. Wächst andererseits die für eine Korrosion an dem System bestimmende Spannung an, so überwindet diese die Spannung der Gegenspannungsquelle, wodurch ebenfalls die Speisung des Relais 9 unterbrochen wird und dieses zum Abfall kommt. Sinkt andererseits die für die Korrosion bestimmende Spannung stark unterhalb des Wertes ab, auf den die Gegenspannung abgeglichen worden war, so entsteht ein größerer, vom Gleichrichter 8 gelieferter Strom, der aber für das Relais 9 unbedenklich ist, da mit Überschreiten des Schwellwertes des Ventils 11 dieses einen wesentlichen Anteil dieses Stromes übernimmt. Um in der Anlage möglichst wenig Energie zu benötigen, kann gegebenenfalls im Überwachungskreis ein Verbraucher geringer Leistung benutzt werden, wie z. B. eine geeignete Glimmlampe.
Durch die Einfügung eines richtungsabhängigen Widerstandes in Form eines Sperrgleichrichters zwischen Hilfsspannungsquelle und Schutzvorrichtung wird vermieden, daß bei einem Überwiegen des Korrosionsstromes die Überwachungsvorrichtung in unerwünschter Weise betätigt wird und zu einer Falschmeldung Anlaß geben kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Überwachungsvorrichtung für elektrische Schutzeinrichtungen an korrosionsgefährdeten Anlagen, bei denen eine Hilfsspannung verwendet ist, die einer elektrischen Spannung, die in der Anlage auftreten und zu Korrosion Anlaß geben kann, entgegengerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungsquelle über ein Gleichrichterelement (8 b) angeschlossen ist, das einen Stromdurchgang in einer dieser Spannung entgegengesetzten Richtung sperrt, und daß in dem Kreis der Hilfsspannung ein empfindliches Relais (9) vorgesehen ist, das einen überwachungsstromkreis mit Ruhestrom- oder Arbeitsstromcharakter steuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (9) so bemessen ist, daß es im normalen Betrieb bereits bei einem sehr kleinen Strom anspricht, und daß zur Wicklung dieses Relais (9) ein spannungs- bzw. stromabhängiger nichtlinearer Widerstand (11) solcher Art parallel geschaltet ist, daß sein Widerstandswert mit zunehmendem Strom abnimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisung der Vorrichtung aus einem Wechselstromnetz das sperrende Gleichrichterelement (8 b) als Speisegleichrichter dient.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlinearer Widerstand ein solcher mit Schwellwertcharakter, z. B. in Form eines Trockengleichrichters, benutzt ist, der mit seiner Durchlaßrichtung in Richtung des Stromes von der Hilfsspannungsquelle gelegt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 881429, 603 910, 824 365, 458 284, 899 825; USA.-Patentschriften Nr. 2 671874, 1824194; französische Patentschrift Nr. 1071003.