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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Um elektrische Anlagen gegen Zerstörung zu schützen, wenn ein Teil der Anlage durch elektrische oder mechanische Einflüsse (Kurzschluß, Durchschlag, Zerreißen) fehlerhaft geworden ist, ist es zweckmäßig, den fehlerhaften Teil von dem Leitungsnetz selbsttätig abzutrennen. Für diese selbsttätige Abtrennung sind bereits verschiedene Mittel angegeben worden, welche jedoch im allgemeinen nur beiTo protect electrical systems against destruction when part of the system is through electrical or mechanical influences (short circuit, breakdown, tearing) have become faulty it is useful to automatically separate the defective part from the line network. Various means have already been specified for this automatic separation, but these generally only apply to

ίο Wechselstromanlagen in Wirksamkeit treten können, da sie Stromwandler, Transformatoren o. dgl. Apparate enthalten, welche Wechselstrom zur Voraussetzung haben.ίο AC systems come into effect can, as they contain current converters, transformers o. The like. Apparatus, which alternating current have to be a prerequisite.

Im nachfolgenden soll eine Schutzvorrichtung für elektrische Anlagen beschrieben werden, welche sowohl bei Gleichstrom- wie auch bei Wechselstromnetzen angewendet werden kann, und welche in einfacher Weise die selbsttätige Ausschaltung des fehlerhaften Teiles derIn the following, a protective device for electrical systems is to be described, which are used in both direct current and alternating current networks can, and which in a simple manner the automatic elimination of the defective part of the

ao Anlage bewirkt. Im Prinzip beruht die Erfindung auf der Verwendung einer der bekannten Brückenschaltung (Wheatstone) ähnlichen Schaltung, wobei der infolge des Fehlers auftretende Strom in der Diagonalen der Brücke direkt oder indirekt die Fehlerstelle abschaltet.Extraordinary plant causes. In principle, the invention is based on the use of one of the known ones Bridge circuit (Wheatstone) similar circuit, with the result of the error occurring current in the diagonal of the bridge directly or indirectly the point of failure turns off.

Der Gegenstand der Erfindung sei an den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2 und 3 näher erläutert, wobei zu bemerken ist, daß es noch eine große Zahl anderer Ausführungsmöglichkeiten gibt, welche das vorstehend genannte Prinzip wahren.The subject matter of the invention is based on the exemplary embodiments in FIGS. 1, 2 and 3 explained in more detail, it should be noted that there are a large number of other embodiments, which the above Keep principle.

In Fig. ι bedeutet α b denjenigen Teil einer Gleichstrom- oder Wechselstromanlage, welcher bei Eintritt eines Fehlers an ihm selbsttätig abgeschaltet werden soll. Dieser Teil kann ein Kabel, ein Transformator, eine Maschine oder irgendein beliebiger Apparat sein, und kann mit anderen Verbrauchern parallel oder in Reihe liegen, c d stellt eine Hilfsleitung dar, welche zu α b parallel geschaltet ist. Diese Hilfsleitung kann im allgemeinen beliebig geführt sein; sie kann auch mit dem Leitungsstück α δ in das gleiche Kabel eingeleitet werden, wobei allerdings beide Leiter über die ganze Strecke voneinander isoliert sein müssen. Verbindet man nun zwei äquipotentielle Punkte, z. B. die Leitermitten e und f, durch eine Brückenleitung e g f, so ist diese Brückenleitung stromlos, solange die Beziehung besteht ^Wae-^Web ='^{z W}cf '■ ^Wf Φ ^Wobei ^Wa e< ^We b ■·· In Fig. Ι α b denotes that part of a direct current or alternating current system which is to be switched off automatically when a fault occurs in it. This part can be a cable, a transformer, a machine or any other device and can be connected in parallel or in series with other consumers, cd represents an auxiliary line which is connected in parallel to α b. In general, this auxiliary line can be routed as desired; it can also be introduced into the same cable with the line section α δ, although both conductors must be insulated from one another over the entire distance. If you connect two equipotential points, e.g. B. the middle of the conductors e and f, through a bridge line egf , this bridge line is de-energized as long as the relationship exists ^W ae ^W eb = ' ^{z W} cf' ■ ^W f Φ ^Where ^W a e < ^W eb ■ ··

die den Strecken as, eb ... entsprechenden Widerstände bedeuten. Der Brückendraht kann nun so ausgeführt sein, daß er im Falle eines Stromdurchganges den Auslösemagneten g betätigt, welcher den Schalter h öffnet und damit das Leitungsstück a b abschaltet. Tritt ein Fehler in der Leitung α δ, ζ. Β. durch Zerreißen oder Erdschluß auf, dann wird der Widerstand eines Brückenzweiges geändert, und es wird ein Strom in der Brückendiagonalen entstehen, welcher den Magneten g erregt und dadurch die Öffnung des Schalters h bewirkt.which mean the resistances corresponding to the distances as, eb .... The bridge wire may be configured to now that he g operates the tripping magnet in the case of current passage, which opens the switch h, and thus the line piece from off. If a fault occurs in the line α δ, ζ. Β. by rupture or earth fault, then the resistance of a bridge branch is changed, and a current will arise in the bridge diagonal, which excites the magnet g and thereby causes the opening of the switch h.

Ist es nicht möglich, das Leitungsstück in der Mitte oder an beliebiger Stelle anzuzapfen, dann kann ein Brückenzweig (a e oder e b) künstlich durch Verschaltung eines entsprechenden Widerstandes vor die Leitung a b geschaffen werden, wobei die Strecke α b dann den zugehörigen anderen Brückenzweig darstellt. Es ist zweckmäßig, den Widerstand mindestens eines der beiden Hilfsbrückenzweige (c f oder f d) regelbar zu machen, damit durch Einstellung dieses Widerstandes der Strom in der Diagonalen e g f auf Null eingestellt werden kann.If it is not possible to tap the line section in the middle or at any point, then a bridge branch (ae or e b) can be created artificially by connecting a corresponding resistor in front of the line ab , where the path α b then represents the associated other bridge branch . It is advisable to make the resistance of at least one of the two auxiliary bridge branches (cf or fd) adjustable so that the current in the diagonal egf can be set to zero by setting this resistance.

Soll eine besondere Hilfsleitung ganz vermieden werden, dann kann das Leitungsstück 3 b selbst in beliebigen Verhältnissen unterteilt werden, oder es kann, falls das Kabel einen sogenannten Prüfdraht enthält, dieser Prüfdraht als Hilfsdraht verwendet werden.If a special auxiliary line are avoided entirely, then the line piece 3 can be self-b divided in any proportions, or, if the cable contains a so-called test wire, this test wire are used as an auxiliary wire.

In Fig. 2 ist der Fall dargestellt, wo das Kabel aus zwei parallelen Teilen α e' und f d besteht, welchen an entgegengesetzten Enden Widerstände c f. und e' b angefügt sind. Diese Widerstände, welche nur ein Bruchteil der Widerstände der Leitung selbst zu sein brauchen, sind vorgesehen, damit an jeder Stelle des Kabels eine geringe Potentialdifferenz zwischen den beiden Leitern α e' und fd besteht, so daß auch bei gleichzeitigem Erdschluß beider Leitungen infolge eines Kabeldurchschlages die beiden Diagonalleitungen efg und e' f g' Strom führen müssen. Hier ist wohl am Anfang als auch am Ende der Leitung α b eine Diagonalleitung vorgesehen, um bei Eintritt eines Fehlers die Leitungen doppelseitig selbsttätig abzuschalten. Die Ströme der Diagonalleitungen erregen die Auslösemagneten g und g', welche die Schalter h und ti öffnen.2 shows the case where the cable consists of two parallel parts α e ' and fd , to which resistors c f. And e' b are attached at opposite ends. These resistors, which need to be only a fraction of the resistances of the line itself, are provided so that there is a small potential difference between the two conductors α e ' and fd at every point on the cable, so that even if both lines are earthed at the same time as a result of a cable breakdown the two diagonal lines efg and e 'fg' must carry current. Here a diagonal line is provided at the beginning as well as at the end of the line α b in order to automatically switch off the lines on both sides in the event of a fault. The currents of the diagonal lines excite the release magnets g and g ', which open the switches h and ti.

Die Anordnung nach Fig. 2 kann auch dahin abgeändert werden, daß zur Vermeidung jeglicher Anzapfungen sowohl am Anfang wie auch am Ende beider parallelen Leiter Widerstände eingeschaltet sind, welche dann einerseits dazu dienen, an jeder Stelle des Kabels Potentialdifferenzen zwischen den beiden Leitungen zu schaffen, andererseits dazu, die äquipotentiellen Punkte für die Diagonalleitung der Brücke außerhalb des Kabels zu erhalten. Hierbei ergibt sich durch einfache Überlegung eine ungleiche Verteilung der Widerstände an beiden Leitern, so daß z. B. der eine Leiter am Anfang mehr Widerstand erhält als am Ende, während der andere Leiter umgekehrt am Anfang weniger Widerstand erhält als am Ende. Während die eine Ableitung (e) für die Brücke zwischen Widerstand und Anfang des einen Leiters liegt, liegt die andere Ableitung (f) für die Brücke innerhalbThe arrangement according to FIG. 2 can also be modified in such a way that, to avoid any taps, resistors are switched on both at the beginning and at the end of both parallel conductors, which then serve on the one hand to create potential differences between the two lines at every point on the cable, on the other hand, to obtain the equipotential points for the diagonal line of the bridge outside the cable. This results in a simple consideration of an unequal distribution of the resistances on both conductors, so that, for. B. one conductor receives more resistance at the beginning than at the end, while the other conductor, conversely, receives less resistance at the beginning than at the end. While one lead (e) for the bridge lies between the resistance and the beginning of one conductor, the other lead (f) for the bridge lies within

des größeren Widerstandes, der vor den Anfang des anderen Leiters geschaltet ist.the greater resistance that is connected before the beginning of the other conductor.

Die Übertragung der Brückenschaltung auf Dreiphasensysteme ist in Fig. 3 dargestellt. Zu jedem der drei Hauptleiter α_α O₁, a₂ δ₂ und a₃ b₃ ist ein Hilfsleiter parallel geschaltet, der am Anfang und am Ende der Leitungsstrecke mit dem zugehörigen Hauptleiter durch eine ■ Brückenleitung verbunden ist. In jeden der drei Brückenzweige e_x f_v e₂ f₂ und e₃ f_z der Anfangsseite der zu schützenden Strecke ist ein Relais R eingebaut, das selbständig den Hilfsstromkreis B g schließt, sobald eine Unregelmäßigkeit in einer der drei Hauptleitungen austritt; genau die gleiche Anordnung ist an der Endseite der Strecke getroffen, wo die Relais R' bei Auftreten des Fehlers den Stromkreis B' g' schließen. Jeder Fehler, der innerhalb oder außerhalb der Abzweigpunkte e und f der Brücken in irgendeiner der sechs Leitungen vorkommt, bewirkt daher sofort die gleichzeitige beiderseitige Abschaltung der drei Phasen mittels der Schalter h und ti. The transfer of the bridge circuit to three-phase systems is shown in FIG. For each of the three main conductors α _α O ₁ , a ₂ δ ₂ and a ₃ b ₃ , an auxiliary conductor is connected in parallel, which is connected at the beginning and at the end of the line to the associated main conductor by a bridge line. A relay R is built into each of the three bridge branches e _x f _v e ₂ f ₂ and e ₃ f _{z on} the start side of the route to be protected, which automatically closes the auxiliary circuit B g as soon as an irregularity occurs in one of the three main lines; exactly the same arrangement is made at the end of the line, where the relays R 'close the circuit B' g ' when the error occurs. Any fault that occurs inside or outside of the junction points e and f of the bridges in any of the six lines therefore immediately causes the two-sided disconnection of the three phases by means of the switches h and ti.

Um den Diagonalstrom der Brücken bei fehlerfreiem Betrieb auf Null bringen zu können, enthält jede Hilfsleitung an jedem Ende einen regelbaren Widerstand W₁, w₂, w₃ bzw. W₁', w₂', w₃'. Um die Anschlußpunkte e_v e₂ ... des Diagonalzweiges vor die .Kabelstrecke a_x b_v a_zb_% ... legen zu können, kann man auch hier wieder in der erwähnten Weise Widerstände vorschalten. -In order to be able to bring the diagonal current of the bridges to zero during fault-free operation, each auxiliary line contains a controllable resistor W ₁ , w ₂ , w ₃ or W ₁ ', w ₂ ', w ₃ 'at each end. In order to be able to place the connection points e _v e ₂ ... of the diagonal branch in front of the .Kabelweg a _x b _v a _z b _% ..., you can again connect resistors in the aforementioned manner. -

Beim Wechselstrom brauchen die Widerstände nicht induktionsfrei zu sein, man kann sogar Drosselspulen oder Kondensatoren oder induktive Widerstände. in Verbindung mit Ohmschen benutzen.With alternating current, the resistors do not need to be induction-free, you can even inductors or capacitors or inductive resistors. combined with Use ohmic.

Claims

Patent-to sayings:

1. Protective device for electrical systems which have become defective Parts are switched off automatically, characterized in that this shutdown ' tion is caused by the current of a (Wheatstone) bridge, the sides of which are wholly or partly from the to be switched off Part of the system and an auxiliary conductor connected in parallel to it and not inductively linked to one another are. An auxiliary conductor embedded in the same cable as no with the main conductor can be used here Conductor used, which is a test wire or part of the main conductor can be yourself.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that to avoid tapping points by using resistors upstream of the conductors the derivation points for the diagonal lines of the bridge are placed outside the part to be disconnected, whereby the resistance of at least one bridge

kenzweiges can be regulated to adjust the current of the diagonal line to the value To be able to set zero.

3. Protection device according to claim 1 and 2, characterized in that by unequal distribution of the auxiliary resistances on the two conductor ends a certain Potential difference caused between the two conductors at all points of the cable will.

4. Protection device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that both A diagonal line is drawn at the beginning and at the end of the part of the system to be switched off, for the purpose of to effect the shutdown of the part on both sides.

5. Protection device according to claim 1 or the dependent claims for multi-phase systems, characterized in that the part of each phase to be disconnected is provided with a special bridge circuit and the diagonal currents of the bridges belonging to the different phases actuate a common tripping magnet, so that if a fault occurs in one phase, all phases are disconnected at the same time.

1 sheet of drawings.