DE2333897C3

DE2333897C3 - Schaltungsanordnung zur Überwachung beweglicher elektrischer Leitungen auf Isolationsfehler

Info

Publication number: DE2333897C3
Application number: DE2333897A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Prof. Dipl.-Ing. 1000 Berlin Streich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2235465B1; BE816950A; DE2333897B2; DE2333897A1; GB1469314A; FR2235465A1

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Überwachung beweglicher elektrischer Leitungen auf 'solalionsfehler für Leitungen mit Hauptleilern und einem jeden Ha:-:ntleiter umgebenden leitenden Schirm sowie mit wenigstens einem von den Hauptleitern gesonderten Leiter und einer alle genannten Leiter umschließenden äußeren Abschirmung, wobei die genannten Leiter in drei Überwachungsstromkreise einbezogen sind, zu deren Speisung eine Gleichspannungsquelle und eine Wechselspannungs- ίο quelle zur Verfügung stehen.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist durch die DE-PS 9 68 200 bekanntgeworden. Die bekannte Schaltungsanordnung gestattet es, Fehler zwischen der Abschirmung der Hauptleiter und den Hauptleitern selbst, ferner zwischen der äußeren Abschirmung und dem gesonderten Leiter und zwischen der äußeren Abschirmung und der Abschirmung der Hauptleiter zu erfassen. Dies geschieht durch drei Überwachungsstromkreise, von denen der erste den gesonderten Leiter und die Abschirmung der Hauptleiter in Verbindung mit einer Gleichspannungsquelle, der zweite die Abschirmung der Hauptleiter und die äußere Abschirmung in Verbindung mit einer Wechselspannungsquelle und der dritte die Hauptleiter und deren Abschirmung erfaßt. Dabei werden unterschiedliche Fehler, nämlich solche zwischen der Abschirmung der Hauptleiter und den Hauptleiter selbst sowie zwischen der äußeren Abschirmung und der Abschirmung der Hauptleiter, durch dasselbe Überwachungsrelais angezeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verschiedenen Arten von Isolationsfehlern, und zwar einen Schluß zwischen Hauptleiter und Schutzleiter, zwischen Abschirmung der Hauptleiter und Schutzleiter ^ sowie zwischen Schutzleiter und gesondertem Leiter, zu erfassen und voneinander unterscheidbar anzuzeigen und darüber hinaus sicherzustellen, daß die Schaltungsanordnung auch bei großen Leitungslängen trotz der zwischen den Abschirmungen der Hauptleiter und den Hauptleitern selbst vorhandenen verhältnismäßig großen Kapazität betriebssicher ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die äußere Abschirmung als Schutzleiter dient, daß der erste Überwachungsstromkreis die Hauptleiter und den Schutzleiter sowie eine erste Gleichspannungsquelle erfaßt, daß der zweite Überwachungsstromkreis die Abschirmung der Hauptleiter und den Schutzleiter und eine zweite Gleichspannungsiquelle enthält, wobei diese Gleichspannungsquellen eine unterschiedliche Spannungshöhe und/oder einander entgegengesetzte Polarität besitzen, und daß ein dritter Überwachungsstromkreis aus dem gesonderten Leiter, dem Schutzleiter und einer Wechselspannungsquelle gebildet ist. Bei unterschiedlich hoher Spannung der Gleichspannungsquellen ändert sich die bei Fehlern an dem Überwachungsrelais auftretende Spannung sprungartig, so daß zwischen den Fehlern unterschieden werden kann. Ebenso addieren sich die Spannungen bei entgegengesetzter Polarität, so daß sich ein Spannungssprung ergibt. Bei einem Schluß zwischen Hauptleiter und gesondertem Leiter sprechen je nach Empfindlichkeit der in den mit Gleichspannung betriebenen Überwachungsstromkreisen befindlichen Relais beide Relais an, oder es spricht nur das eine oder das andere Relais an. Da zwischen die Hauptlciter und ihre Abschirmungen eine Gleichspannung angelegt is«, wird der Einfluß der Leitungskapazitäten behoben, so daß die Schaltungsanordnung nun für wesentlich größere Leitungslängen einsetzbar ist. Dagegen wird der Überwachungsstromkreis, der den gesonderten Leiter und die äußere Abschirmung umfaßt, in bekannter Weise mit Wechselstrom gespeist, wobei am Leitungsende eine Diode vorgesehen sein kann, die über ein Überwachungsrelais einen Halbwellenstrom fließen läßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Querschniit eine zur Speisung von Verbrauchern im Bergbau unter Tage gebräuchliche bewegliche Leitung.

In Fig.2 ist eine bekannte Schaltungsanordnung für die Leitungsüberwachung dargestellt.

Fig.3 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

Die in F i g. I im Querschnitt gezeigte Leitung 1 besitzt drei im Dreieck angeordnete Hauptleiter 2, die aus einer Anzahl verseilter Teilleiter bestehen können. Die Isolierung 3 der Hauptleiter 2 ist von einem leitenden Schirm 4 umgeben, der aus einem dünndrähtigen Geflecht oder aus einer leitenden Gummischicht gebildet sein kann. In den Zwickeln der Dreiecksanordnung der Hauptleiter 2 befindet sich je ein Steuerleiter als gesonderter Leiter 5. Diese Steuerleiter können einzeln oder gemeinschaftlich ebenfalls für Überwachungszwecke oder Steueraufgaben herangezogen werden. Die Hauptleiter 2 und die Steuerleiter sind von einer gemeinsamen Isolierung 6 umgeben, auf die eine äußere Abschirmung als Schutzleiter 7, beispielsweise in Gestalt eines Drahtgeflechtes, aufgebracht ist. Den äußeren Schutz der Leitung bildet ein Außenmantol 8.

Die bekannte Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 2 dient zur Überwachung der Speiseleitung 1 einer beliebigen Arbeitsmaschine 10, die über die Hauptleiter 2 der beweglichen Leitung gespeist wird und mittels eines Schützes 11 ein- und ausgeschaltet werden kann.

Auf dieses Schütz wirken die Überwachungsorgane, die im folgenden beschrieben werden.

Durch eine dreiphasige Induktivität 12 wird ein künstlicher Sternpunkt gebildet, über den durch eine Gleichspannungsquelle 13 den Hauptleitern 2 gegenüber dem Schutzleiter 7 eine Gleichspannung aufgedrückt wird. In die Verbindungsleitung zwischen der Gleichspannungsquelle 13 und dem Schutzleiter 7 ist ein Überwachungsrelais 14 eingefügt, das anspricht, wenn ein Schluß zwischen einem der Hauptleiter 2 und dem Schutzleiter 7 auftritt.

Ein weiterer Überwachungsstromkreis umfaßt den Überwachungsleiter, der durch die leitenden Schirme 4 gebildet ist, und den Schutzleiter 7. Zwischen den Anfang des Überwachungsleiters 4 und den Schutzleiter 7 ist eine Wechselspannungsquelle 15 geschaltet, während zwischen das Ende des Überwachungsleiters 4 und den Schutzleiter 7, d. h. am Ort der Maschine 10, eine Diode 16 geschaltet ist Ferner liegt in dem Stromkreis ein weiteres, z. B. polarisiertes, Überwachungsrelais 17.

In F i g. 2 sind gestrichelt die zwischen den einzelnen Leitern bestehenden Leitungskapazitäten eingezeichnet. Störend wirken sich insbesondere die Leitungskapazitäten zwischen den Hauptleitern 2 und dem Überwachungsleiter 4 aus, da der Wert dieser Kapazitäten verhältnismäßig hoch ist und infolgedessen die Eigensicherheit oder die Funktion gefährdet sein kann.

In Fig.3 ist gezeigt, wie diese Schwierigkeit durch die Erfindung überwunden wird. Bei ansonsten gegenüber der F i g. 2 unveränderten Schaltung sind nunmehr insgesamt drei statt bisher zwei Überwachungsstromkreise vorgesehen, wobei der eine Überwachungsstromkreis wie bisher die dreiphasige Induktivität 12, die Gleichspannungsquelle 13 und das Überwachungsrelais 14 umfaßt. Der zweite Überwachungsstromkreis besteht aus dem Überwachungsleiter, d. h- den die Hauptleiter umgebenden leitenden Schirmen 4, und dem Schutzleiter 7. Zwischen den Anfang des Überwachungsleitcrs und den Schutzleiter sind eine Gleichspan

nungsquelle 21 und ein Überwachungsrelais 22 geschaltet. Der dritte Überwachungsstromkreis umfaßt einen oder mehrere gesonderte Leiter 5 und den Schutzleiter 7 und enthält die schon erwähnte Diode 16, das Überwachungsrelais 17 und die Wechselspannungsquel-

IU Ie 15.

Wesentlich für die Erfindung ist neben der Verwendung von drei Überwachungsstromkreisen die unterschiedliche Spannungshöhe und/oder die umgekehrte Polarität der Gleichspannungsquellen 13 und 21 bezüglich des Schutzleiters, die in Fig. 3 durch die Polaritätskennzeichen hervorgehoben ist. Diese Wahl der Polaritäten führt dazu, daß bei einem Schluß zwischen einem der Hauptleiter 2 und dem Überwachungsleiter 4 die Gleichspannungsquellen 13 und 21 in Reihe geschaltet sind und sich addieren. Je nach der Empfindliciikeit der Relais 14 und 22 spricht das eine oder das andere Relais an, oder beiui Relais sprechen gemeinsam an. Die verhältnismäßig große Kapazität zwischen den Hauptleitern 2 und dem Überwachungs-

leiter 4 hat infolge der Speisung des den Überwachungsleiter 4 enthaltenden Überwachungsstromkreises mit Gleichstrom keinen störenden Einfluß mehr.

Es sei erwähnt, daß in den F i g. 2 und 3 Vereinfachungen insoweit vorgenommen sind, als Vorwiderstände und andere für das Verständnis der Wirkungsweise nicht erforderliche Bauelemente fortgelassen sind. Anstelle der gezeigten Überwachungsrelais können auch elektronische Schaltungen eingesetzt werden, deren Ausgang durch ein Relais gebildet ist. In jedem

J-) Fall wirken die Überwachungsrelais auf das Schütz 11. damit bei einem Fehler die schadhafte Leitung und die angeschlossene Maschine abgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunpen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Überwachung beweglicher elektrischer Leitungen auf Isolationsfehler für Leitungen mit Hauptleitern und einem jeden Hauptleiter umgebenden leitenden Schirm sowie mit wenigstens einem von den Hauptleitern gesonderten Leiter und einer alle genannten Leiter umschließenden äußeren Abschirmung, wobei die genannten Leiter in drei Überwachungsstromkreise einbezogen sind, zu deren Speisung eine Gleichspannungsquelle und eine Wechselspannungsquelle zur Verfugung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Abschirmung als Schutzleiter (7) dient, daß der erste Überwachungsstromkreis die Hauptleiter (2) und den Schutzleiter (7) sowie eine erste Gleichspannungsquelle (13) umfaßt, daß der zweite Überwachungsstromkreis die Abschirmung (4) der Hauptleiter (2) und den Schutzleiter (7) und eine zweite Gleichspannungsquelle (21) enthält, wobei die Gleichspannungsquellen (13, 21) eine unterschiedliche Spannungshöhe und/oder einander entgegengesetzte Polarität besitzen, und daß ein dritter Überwachungsstromkreis aus dem gesonderten Leiter (5), dem Schutzleiter (7) und einer Wechselspannungsquelle (IS)gebildet ist.