DE2930234B1 - Schaltungsanordnung zur UEberwachung einer Energieleitung im Bergbau unter Tage - Google Patents

Description

• Zwischen den Hauptleitern HL und dem Schutzleiter SL sind infolge des Aufbaus der Energieleitung die mit 7 bezeichneten Kapazitäten vorhanden. Tritt nun ein Fehler zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter auf, was durch einen Fehlerwiderstand 10 symbolisiert ist, so entsteht der strich- punktiert eingetragene Fehlerstromkreis 11. An dem mit dem Fehler behafteten Hauptleiter HL und dem Fehlerwiderstand 10 sind Wechselstromkurven 12 und 13 eingezeichnet, die erkennen lassen, daß Phasenopposition besteht. Dies führt zu einer Spannungsminderung, die das Überwachungsgerät 2 im Sinne der Offnung des Schalters 5 auswertet. Zu dieser unerwünschten Abschaltung kommt es insbesondere dann, wenn der Fehlerwiderstand relativ groß ist und somit noch keine wirkliche Gefährdung vorliegt.
• Die Fig. 2 zeigt, wie solche unerwünschten Abschaltungen weitgehend vermieden werden können.
• Zur Vereinfachung ist in der Fig. 2 lediglich der Überwachungsstromkreis mit dem Schutzleiter SL und dem Überwachungsleiter ÜL dargestellt, während die Hauptleiter HL und das Schaltgerät 5 sowie das Endglied 4 fortgelassen sind. Im Unterschied zu der Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 1 ist die Primärwicklung 21 des Transformators 20 nicht unmittelbar mit den Hauptleitern HL verbunden, sondern unter Zwischenschaltung eines Kondensators bzw. einer Kapazität 22. Ferner liegt parallel zu der Primärwicklung 21 ein spannungsabhängiger Widerstand 23.
• Der Transformator 20 besitzt zwei Sekundärwicklungen 24 und 25, von denen die zuerst genannte den Uberwachungsstromkreis speist und die zuletzt genannte unter Zwischenschaltung einer Gleichrichterbrücke 26 ein Auswertungsgerät 27 speist. Parallel zu der Sekundärwicklung 24 ist ein weiterer Kondensator 30 geschaltet.
• Der Kondensator bzw. die Kapazität 22 schafft eine lose Kopplung des Transformators2. mit den ptleitern HL, so daß die Phase des MeSstrornes von dem Fehlerstrom (Fehlerwiderstand 10 in Fig. 1) mitbeeinflußt wird. Die Kapazität 22 ist dabei so bemessen, daß sie mit der LeerlaufinduJctivitkt des Transformators 20 unterhalb der Netzhquenz in Resonanz liegt, während bei belastetem Transformator die Resonanz oberhalb der Netzfrequenz liegt. Der spannungsabhängige Widerstand 23 werhindert, daß es bei bestimmten EBetriebszustärAen zu unzulässig hohen Resonanzamplituden kommt.
• Der Kondensator 30 bewirkt, daß an einem Widerstand 31, der im Zuge des Überwachungsleiters liegt und an dem eine Eingangsspannung für das Auswertungsgerät 27 abgegriffen wird, bei Fehlern zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter und bei Fehlern zwischen einem der Hauptleiter und dem Schutzleiter etwa gleich große Spannungswerte auftreten.
• Die an der Sekundwärwicklung25 des Transformators 20 auftretende S nnung wird durch Fremdspannungen beeinflußt, die in den tJbenvachung omkreis eintreten. Es empfiehlt sich daher, das Auswertungsgerät 27 so auszuführen, daß es von Spannungsschwankungen in einem weiten Bereich möglichst unabhängig ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Energieleitung im Bergbau unter Tage mit Hauptleitern und einem aus einem Schutzleiter und einem Oberwachungsleiter gebildeten und durch ein Endglied abgeschlossenen Überwachungsstromkreis, an den mittels eines mit den Hauptleitern gekoppelten Transformators eine Wechselspannung angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Primärwicklung (21) des Transformators (20) eine Kapazität (22) geschaltet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Primärwicklung (21) des Transformators (20) ein spannungsabhängiger Widerstand (23) geschaltet ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Sekundärwicklung (24) des Transformators (20) ein weiterer Kondensator (30) geschaltet ist.

   Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Energieleitung im Bergbau unter Tage mit Hauptleitern und einem aus einem Schutzleiter und einem Überwachungsleiter gebildeten und durch ein Endglied abgeschlossenen berwachungsstromkreis, an den mittels eines mit den Hauptleitern gekoppelten Transformators eine Wechselspannung angelegt ist.

   Schaltungsanordnungen dieser Art, wie sie beispielsweise in der DE-AS 1066657 oder in der Siemens-Zeitschrift, 1958, Seiten 540 bis 547, beschrieben sind, werden im Bergbau unter Tage eingesetzt, um eine Gefährdung durch zündfähige Funken sowie durch Berührung spannungführender Teile zu verhindern. Zu diesem Zweck werden der Isolationszustand der Kabel bzw. Leitungen und der Schutzleiter ständig überwacht, damit bei einem Unterschreiten bestimmter Grenzwerte für den Isolationszustand eine sofortige selbsttätigte Abschaltung veranlaßt werden kann.

   Zur Überwachung des Schutzleiters enthalten die bekannten Schaltungsanordnungen einen aus einem Überwachungsleiter und dem Schutzleiter gebildeten Überwachungsstromkreis, an den eine Wechselspannung von Netzfrequenz angelegt wird. Eine Diode, die Bestandteil des den Überwachungsstromkreis abschließenden Endglicdes ist, läßt in dem Überwachungsstromkreis einen Halbwellenstrom fließen, solange keine Störung vorliegt. Tritt zwischen dem Überwachungsleiter und dem Schutzleiter durch eine Beschädigung der Leitung ein Schluß auf, so fließt ein Wechselstrom, was meßtechnisch als Fehler ausgewertet wird. Ferner kann ein Schluß zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachun leiter auftreten, durch den ein Fremdstrom in den fJberwachungsstromkreis eintritt. Infolge der Speisung des Überwachungsstromkreises aus einem mit den Hauptleitern gekoppeltern Transformator kann es durch die Einspeisung des Fehlerstromes zu einer Phasenopposition kommen, die eine Spannungsreduzierung hervorruft und der Schaltungsanordnung einen Fehler zwischen dem Schutzleiter und dem rwachungsleiter vortäuscht. Es kommt dadurch zu einer unerwünschten Abschaltung der Energieleitung, selbst dann, wenn der in den Überwachungsstromkreis eintretende Fremdstrom seiner Größe nach unterhalb einer Gefährdungsgrenze liegt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Arbeiten der Schaltungsanordnung auch beim Eintritt von Fremdströmen in den Überwachungsstromkreis zu gewährleisten.

   Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators eine Kapazität geschaltet ist. Die Kapazität führt zu einer losen Ankopplung des Transformators an die Hauptleiter, wodurch ein Verschieben der Meßspannungsphase gegenüber der Fehlerspannungsphase verursacht wird. Unerwünschte Abschaltungen lassen sich hierdurch weitgehend vermeiden, obwohl die erwähnten Spannungsreduzierungen nicht völlig zu verhindern sind.

   Durch die Reihenschaltung der Kapazität mit der Primärwicklung des Transformators wird ein Resonanzkreis gebildet. Es ist vorteilhaft, parallel zu der Primärwicklung des Transformators noch einen spannungsabhängigen Widerstand zu schalten, der unzulässige Schwingungsamplituden verhindert und dadurch auch den Transformator schützt.

   Ferner empfiehlt es sich, parallel zu der Sekundärwicklung des Transformators, die den Überwachungsstromkreis speist, einen weiteren Kondensator parallelzuschalten. Hierdurch wird erreicht, daß Fehler zwischen einem der Hauptleiter der Energieleitung und dem Überwachungsleiter eine etwa ebenso große auswertbare elektrische Größe hervorrufen wie Fehler zwischen einem der Hauptleiter und dem Schutzleiter.

   Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

   Die Fig. 1 dient zum Verständnis der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe und zeigt hierzu eine bekannte Schaltungsanordnung der Art, von der die Erfindung ausgeht.

   Die Fig. 2 ist ein schematisches Schaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

   Die Energieleitung 1 in Fig. 1 umfaßt drei Hauptleiter HL sowie einen Überwachungsleiter ÜL und einen Schutzleiter SH. Diese Leiter können in der Weise angeordnet sein, wie dies beispielsweise in der Zeitschrift »Glückauf«, 1956, Seite 273, dargestellt ist. Ein Schutzleiter-Überwachungsgerät 2 ist an die Sekundärwicklung eines Transformators 3 angeschlossen, dessen Primärwicklung an zwei der Hauptleiter angeschlossen ist. Das Gerät 2 legt an einen aus dem Überwachungsleiter ÜL und dem Schutzleiter SL gebildeten Überwachungsstromkreis eine Wechselspannung an. Der Überwachungsstromkreis ist durch ein Endglied 4 abgeschlossen, das eine Gleichrichterdiode enthält. Im Zuge der Energieleitung 1 liegt ein Schaltgerät, z. B. ein Schütz oder ein Schutz schalter 5, das beim Auftreten eines Fehlers durch das Überwachungsgerät 2 auslösbar ist, wie durch die gestrichelte Linie 6 angedeutet ist.