DE1908785A1 - Vorrichtung zum Schuetzen eines gekapselten elektrischen Geraetes,z.B.eines Teiles einer gekapselten Schaltanlage - Google Patents

Description

PATEN TAIvIWALT
Dipi.-Ing. E. F. EiTNER

E Ar/IiI 8000 München 90 _ft .

JS. Ar/iil. Schlotthauerstraße 3 2-1.

Tel.(0811)65 23 21

H. T. "COQ", PCanaalweg 72, Utrecht.

"Torrichtung zum Schützen eines gekapselten elektrischen Gerätes, z.3_e eines Seiles einer gekapselten Schaltanlage".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Torrichtung zum Schützen eines isoliert in einem geschlossenen Metallgefäss angeordneten elektrischen Gerätes, z.B. eines Schalters oder anderen !Teiles einer Schaltanlage für hohe Spannung, gegen Erdschluss, welches Gefäss gegen Erde isoliert angeordnet ist und wobei die Torrichtung mit einem Stromwandler und einer elektrischen Steuerschaltung zur Inwirkungsetzung eines mit den Gerät zusammen arbeitenden Schutzschalters versehen ist, von welchem Stromwandler die Primärwicklung zwischen dem Gefäss und Erde oder einem Nulleiter geschaltet ist und die Sekundärwicklung einen Teil dde ser Steuerschaltung bildet und fttr die Speisung derselben dient.

Bei bekannten Torrichtungen dieser Art wird der Schutzschalter über die Steuerschaltung in Wirkung gesetzt, wenn ein genügend grosser Strom durch die Primärwicklung des Stromwandlers flieset. Die Gefahr besteht dabei, dass das Gefäss des Gerätes infolge einer anderen Ursache als eines Erd-Bchlueses unter Spannung gegenüber Erde oder gegenüber einem Nulleiter kommt, ßodass Strom durch die Primärwicklung des Wandlers flieast und dadurch der Schutzschalter in Wirkung gesetzt wird« Diese Gefahr ist zum Beispiel nicht undakbar,

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wenn im Raum, indem aas Gefäss mit .dem Gerät angeordnet ist, ein Schweisser mit Schweissarbeit ■ "beschäftigt ist und mit . der Schweisselektrode das He taligefass des Gerätes oder "der . damit verbundenen Schaltanlage bertlhrt, während die andere Elektrode des Schwefederates, wie gewöhnlich," geerdet ist„ ■ In diesem Palle könnte ein ausreichend grosser Strom durch den Stromwandler fliessen um den Schutzschalter zu steuern; Dies würde, wenn der Schutzschalter ein mit dem Gerät in Reihe geschalteter Schalter wäre, das Ausschalten eines Teiles des Leitungsnetzes und, wenn der Schutzschalter ein im Ge- fass des Gerätes angeordneter Erdungsschalter wäre, einen vollständigen Kurzschluss dieses ifetzteiles zur- 3?olge haben« Die Erfindung hat den Zweck, eine auf einen Erdschluss ansprechende Schutzvorrichtung der erwähnten Art zu ^««schaffen, wobei die Gefahr einer unzeitigen Inwirkungtretung dieser Vorrichtung so viel wie möglich beschränkt wird. Sie besteht darin, dass eine die Steuerschaltung steuernde, im Gefäss anbringbare, photoelektrische Zelle vorgesehen ist, die beim Empfang von Lichtquanten die Steuerschaltung aus einem arbeitsungeeigneten in einen arbeitsgeeigneten Zustand bringt. Diese Vorrichtung wirkt durch den Lichtblitz sowie durch den nach Erde oder dem Nulleiter fliessenden Strom infolge des Erdschlusses im Gefäss des Gerätes. Gibt es nur eine äussere Ursache für· das Unterspannunglcoimuen des Metallgefäsfts gegenüber Erde oder gegenüber dem Nulleiter, z.B. durch eine Schweisspannung, so fliesst wohl Strom durch den Stromwandler hindurch _t aber die Steuerschaltung bleibt wirkungslos» da z.B. eine durch die photoelektrische. Zelle be- ' einfluss ta Steuerelektrode in der Steuerschaltung oder ein

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durch diese Zelle beeinflusster Steuerkreis dieser Steuerschaltung nicitt das richtige Potential erhält b zw. nicht von einem ausreichend grossen Strom durchflossen wird. Wird nur Licht zu dem Inneren des Gefässes zugelassen, z.B. dadurch, dass das Gefäss für die Inspizierung und die Ausbesserung des Gerätes geöffnet wird, so fliesst kein Strom zum Speisen der Steuerschaltung durch den Wandler· Die erfinduiigsgemässe Vorrichtung spricht daher.nur auf einen durch das Vertagen der Isolation im G-efäss hervorgerufenen Erdschluss an. ·

In ziemlich kleinen mit isolierender Flüssigkeit oder isolierendem. Gas gefüllten Räumen einer Schaltvorrichtung kann ein durch den Erdschluss erzeugter Lichtbogen diese Flüssigkeit oder dieses Gas -in sehr kurzer Zeit derart erwärmen, dass die Gefahr einer Explosion besteht. In diesem Falle v/ird eine Vorrichtung empfohlen, -wobei der mit dem Gerät zusammenarbeitende Schutzschalter ein schnell arbeitender Erdungsschalter ist, der beim Auftreten eines Erdschlusses im Gefäss durch die Steuerschaltung eingeschaltet wird und zwischen das Gefäss und das Gerät ernne elektrisch gut leitende Verbindung zustande bringt, die den ursprünglichen Erdschluss überbrückt. 'Durch den von diesem Erdungsschalter zustande gebrachten vollständigen Erdschluss wird die Wärmeentwicklung im Gefäss wesentlich beschränkt und ein vor dem Gerät im Leitungsnetz angeordneter Leistungsschalter v/ird damäurch sein Maximal schütz ausgeschaltet.

Die Erfindung v/ird an Hand der Zeichnung näher erläutert v/eraen, die eine bei einem it'rennschalter für hohe Span-

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- 4 - ■.-■--.·.■;."..".-:. ._V:V nung angewendete, beim Erdschluss wirkende /Scftutzvö-r-? ^ richtung nach der Erfindung schematisch;darstellt. ν

In der Zeichnung ist 1 ein geschlossenes Metallgefass, dessen geteilter Raum 2a, 2b einen Trennschalter mit Doppelunterbrechung für hohe Spannung und dessen Raum 3 eine Schiene 4 eines Sannnelschienensystemes, mit der dieser Trennschalter verbunden ist, enthält. Der.; Trennschalter "besteht aus durch Isolatoren 5> 6 getragenen festen Kontakten 7» 8 und einem: durch einen seheibenfcJrmigen Isolator 9 getragenen rohrförmigen metallenen Träger 10 mit gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen axial beweglichen Schaltstiften 11, 12, die Über eine isolierende Stange 13 von einer Stelle ausserhalb des Gefässes 1 her angetrieben werden können« Der Träger; 10 ist mit einem festen Erdungskontakt 14 versehen, der V mit einem von aussen her pneumatisch steuerbaren,: axial beweglichen Erdungsschaltstift 15 zusammenarbeitet, der - im ausgeschalteten Zustand des Trennschalters mit dem; festen Kontakt 14 in Berührung ist und dann denTräger / 10 mit Erde verbindet und im eingeschalteten Zustand des Trennschalters nach aussen gezogen ist, SOdass die Verbindung mit Erde unterbrochen isti . .

Die festen Trennschalterkontakte 7 und 8 sind mit festen Erdungskontakten 16 und 17 versehen, die mit von aussen her pneumatisch steuerbaren» axial beweglichen Erdungsschaltstiften 18, 19 zusammenarbeiten. Die Steuerung erfolgt durch Ventilmechanismen 2Oj 21₉ die durch Elektromagneten mit Spulen 22, 23 gesteuert werden,; -

Das Gefäss 1 ist durch Isolatoren 24 gegenüberErde 009842/0473' ^

isoliert angeordnet. Zwischen dem Me talige fass- 1 und Erde ist die Primärwicklung 25 eines Stromwandlers geschaltet«, Die Sekundärwicklung 26 des Stromwandlers dient zur Speisung der nicht näher beschriebenen Steuerschaltungen 27> 28 und der Hagnetspulen 22_} 23 ο -

Die Steuerschaltungen 27» 28 sind derart ausgeführt, dass sie durch eine Aenderung des Poteiitiales einer Steuerelektrode oder durch eine Aenderung des Stromes in einem Steuerkreis aus einem' arbeitsungeeigneten in einen arbeitsgeeigneten Zustand gebracht werden. Die Steuerelektrode oder der Steuerkreis der Steuerschaltung 27 ist über Leitungen 29 und 30 mit auf der Innenseite der Wand der Räume 2a und 3 angeordneten photoelektrischen Zellen 31 und 32 und die Steuerelektrode oder der Steuerkreis der Steuerschaltung ist über eine Leitung 33 mit einer"auf der Innenseite der Wand des Raumes 2b angeordneten "photoelektrischen Zelle verbunden. , ' '

Die beschriebene Vorrichtung wirktwie folgt: Wenn im Raum 2a, 3 oder 2b des GefSaaes 1 ein unbeabsichtigter Erdschluss auftritt, (d.h.« nicht der Erdschluss mittels des Erdungsschalters 14» 15), so wird in diesem Raum eine Entladung erzeugt, die einen Lichtblitz verursacht und dadurch die Pliotozelle 31 j 33 "bssv/. 34 in Wirkung setzt. Dies hat zur Polge,dass die Steuerschaltung 27 "bzw. 28 in den arbeitsgeeigneten Zustand gebracht wird, ein Erdstrom durch die Prim&wicklung 25-dee Stromwandlers fliegst und die Magnetspule 22"bzw«, 23 Über die Steuerschaltung 27 bzw, 28 durek die Sekundärwicklung 26 des Wandlers gespeist wird, Wödureti-..des? Yentilraechanisrnua 20 ljzw-, 21 d©raj?t gesteuert

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wird, dass der Erdungsschalter 16, 1& bzw* 17, T9 einge^ schaltet wird. Die Erdungsschalter 16₉ 18 und~17, 19 sind -. sehr schnelle Schalter, sodass der äureh den Erdschluss.:'er« zeugte Entladungsbogen sofort durch den betreffenden Erdungsschalter überbrückt wird. Die Gefahr einer zu grossen Erwärmung des sich im betreffenden Rauci befindenden flüssigen oder gasförmigen Isollerniateriales durch diesen Endla-.dun^sbogen wird durch diese Ueberbrückung schnell bis auf ITuIl herabgesetzt., Der dargestellte !Deil der Schaltvorrichtung wird durch den Tollständigen Erdschluss infolge der Einschaltung des betreffenden Erdungsschal,ters 16_S 18 bzw« 17» 19 durch einen irgendwo sonst in dieser Schaltanlage oder im leitungsnetz angeordneten Leistungsschalter (nicht gezeignet) von den unter Spannung stehenden Seilen des Metzes abgeschaltet. . ;:

Entsteht in einem Raum 2a, 2b, 3 des Sefässes 1 nur Licht, Z..B. dadurch, dass der Deckel desselben geöffnet wird, so werden wohl die Photozellen erregt, aber der be^· .„...,-treffende Brdungsschalter 16, 13 bzw_e .17*. "19 wird dann nicht " eingeschaltet, da durch die Wicklung 25, des Sransformators kein Strom .zur Erde fliesst. Wird das Gefäss t durch ein Versehen derart unter Spannung gesetzt, dass ein Erdstrom durch die Wandlerwicklung 25 fMessen lcann_s so wisd der betreffende Erdungsschalter 16,, 18 bzv/. 17? 19 ebensowenig■■: · eingeschaltet j da die Photoaellen 31, 32, 34 kein^ Licht eaipfangen und dadurch nicht in Wirkung treten« Die Steuerschaltung en 27, 28 für die Speisung der Magnetspulen 22, 23 ' ben dann geschlosaen.

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Claims (2)

1. PATEiTQ]AIiSPRUCKE .

   ( 1. /Vorrichtung zum Schützen eines isoliert in einem geschlossenen I-Ietallgefäss angeordneten elektrischen Gerätes, ZeBo eines Schalters oder anderen 'feiles einer Schaltanlage für hohe Spannung, gegen Erdschluss, Vielehes Gefäss gegen Erde isoliert angeordnet ist und wobei die Vorrbiitung

   mit einem Stromwandler und einer elektrischen Steuerschaltung zur Inwirkungsetzung eines mit dem Gerät zusammenarbeitenden Schutzschalters versehen ist, von welchem Stromwandler die Primärwicklung zwischen dem Gefäss und Erde oder einem Uulleiter geschaltet ist und, die Selcundärwicklung einen Teil dieser Steuerschaltung bildet und für die Speisung derselben dient,, dadurch gekennzeichnet·, dass eine die Steuerschaltung steuer*nde, im Gefäss anbringbare, p3;.otoelektriBche Zelle vorgesehen ist, dia beim Empfang von Lichtquant en die Steuerschaltung aus einem arbeitsungeeigneten in einen arbeitsgeeigneten Zustand bringt»
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Gerät zusammenarbeitende.Schutzschalter ein schnell arbeitender Erdungsschalter ist, der beim Auftreten eines Erdschlusses im Gefäss durch die Steuerschaltung eingeschaltet wird und zwischen das Gefäss und das Ge-¹ rät eine elektrisch gut leitende Verbindung zustande bringt, die den ursprünglichen Erdschluss überbrückt.

   Patentanwalt

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