DE314415C - - Google Patents

Description

Maschinen, die auf Leitungssysteme mit betriebsmäßig geerdeten Leitungen arbeiten, erfahren bei eintretenden Isolationsfehlern, Überschlägen durch Rundfeuer und ähnlichen Störungen durch den sich alsdann bildenden Lichtbogen zwischen Wicklung und. geerdetem Maschinenkörper erfahi ungsgemäß recht erhebliche Zerstörungen der Wicklungen.
Die Ursachen sind darin zu suchen, daß die

ίο Wicklungen elektrischer. Maschinen, ganz besonders von vielpoligen Gleichstrommaschinen, eine vielfache Parallelschaltung von Wicklungsteilen haben. Es führt hierbei ein Ankerleiter nur ■ einen Bruchteil des von der Maschine insgesamt erzeugten bzw. aufgenommenen normalen Stromes,, mithin ist auch der Querschnitt' des Ankerleiters entsprechend klein bemessen·: Wird nun die Isolation der Wicklung an einer Stelle schadhaft, so bildet sich sehr bald ein Lichtbogen gegen den geerdeten Maschinenkörper aus. . .

Die Auslösung der Maximalschalter der Maschinen erfolgt meist beim etwa Anderthalb- bis Zweifachen der normalen Stromstärke der.Maschine. Es kann sich daher der Lichtbogen bis zu ganz erheblichen Stromstärken entwickeln, ohne daß die Hauptschalter, ansprechen. Oft tritt der Fall ein, daß der Lichtbogen infolge der von der Maschine ausgehenden starken. Luft strömungen längere Zeit unterhalb der Auslöse-. Stromstärke bestehen bleibt, se daß der Schalter viel zu spät abschaltet.

.-.:: Die Entstehung eines solchen Lichtbogens .-.: -bewirkt nicht nur die sofortige örtliche Zei-Störung der betreffenden Ankerleiter, sondern verbrennt bzw. schmilzt, da der Querschnitt der Ankerleiter nach dem eingangs genannten klein ist, Leiter für Leiter. ν λ ;■. ' -..

Wenn schließlich auch die Abschaltung erfolgt, so schreitet die Zerstörung besonders bei Fremderregung weiter fort, da in der Regel gleichzeitig auch Kurzschluß innerhalb . der Wicklung zwischen Spulenteilen, ". welche .di^e volle Spannungsdifferenz gegeneinander haben. herbeigeführt' wird, und es in solchen Fällen meist unterlassen wird,. die Erregung, abzuschalten. Die^vMaschine wird daher längere_: Zeit noch unter Spannung auslaufen, wodurch-die -Isolation aller von zu hoher ,Strqmstärke_r! beeinflußten Ankerspulen usw. ver-kphlt. ._ ■■..-■;

Auch Apparate, wie namentlich.-. Schaltervor den Sammelschienen, können .b^jm jSpJi^dh.aJtwerden der. Isolation■■' oder .bei-, /Überschlägen gegen das Gehäuse infolge der Erdung--des»e.ibe,n in den bezeichneten,Anlagen, wie die Erfahrung gezeigt hat, vollkommen zerstört werden., ._;,

Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Schütze der Wicklungen, yon ,elektrischen Maschinen-oder Apparaten, die-es ermöglicht, den sich bildenden Isolationsfehler usw.. sc.hon. bei Beginn zu erkennen und die Zerstörung, und ihre Ausbreitung bereits im Änfangsstadium selbsttätig aufzuhalten. r ,_;

Die Einrichtung besteht darin, daß da³· Ge-• häuse der Maschinen usw. gegen Erde .und gegen Eisenkonstruktionen isoliert und durch ₌... eine besondere Leitung geerdet ist. In diese Leitung wird je nach Zweckmäßigkeit ein Widerstand, eine Drosselspule oder ein Stromwandler eingeschaltet. Bei einem isolationsfehler innerhalb der isoliert aufgestellten Maschine bildet sich von der Maschin en wicklung^

zum Gehäuse ein Strom aus, der an den Klem- ■! men der in die Erdleitung eingeschalteten Ap- j parate eine Spannung hervorruft. Anläßlich geringster Isolationsfehler, also bereits bei ganz \ minimalem Strom in der Erdleitung, bewirkt ^!

diese alsdann ebenfalls nur geringe Spannung -■- schon die Auslösung, von optischen oder akustischen Signalen. Wächst der Strom weiter an, so erfolgt schließlich je nach Einstellung der

ίο betreffenden Relais usw. die Abschaltung der Maschine.

Die Empfindlichkeit der Einrichtung ist be-

• sonders groß, da der von der Wicklung-.zum Gehäuse übergehende Strom in seinem Gesamt-

wert zur Wirkung gelangt. ■ 1 ■■

Es können die Relais usw.,. gegebenenfalls auch, "iiöchΓ "die Spannung 'der nach erfolgter Abschaltung noch einige - Zeit, auslaufenden Maschinen durch-Einschalten von Widerstand in die Erregung oder durch Betätigen der.Erreger-: stromregelwiderstände vermindern.

Von einer bekannten Einrichtung, bei der Motorgehäuse und Eiseiikonstrüktidnen . mit einer Erdleitung und in dieser liegenden Auslösern versehen sind, unterscheidet sich die vorliegende dadurch, daß die Maschinengehäuse von Erde und Eisenkonstruktionen völlig isoliert sind, so daß die Fehlerströme gezwungen werden,

■ in ihrer vollen Größe auf die Schutzeinrichtung zu wirken, während bei der bekannten Anordnung infolge der über die Eisenkonstruktionen verlaufenden Nebenschlüsse die Schutzeinrich-• tung erst bei größeren Fehlerströmen ansprechen kann.

Die Erfindung sei an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.

In Fig. ι ist in die Erdleitung e ein entsprechend bemessener Widerstand W eingeschaltet, und an seinen Klemmen sind die zu einem empfindlichen Relais bzw. Tableau Γ führenden Leitungen angeschlossen. Sobald sich infolge eines Isolationsfehlers nur ein geringer Ström gegen Erde ausbildet und folglich an den Klemmen des Widerstandes W eine Spannung von wenigen Volt auftritt, ertönt die Hupe if und ,das Tableau bzw. Relais läßt die schadhafte Maschine erkennen.

Gemäß Fig." 2 ist parallel zu den Klemmen des in die Erdleitung e «ingeschalteten Wider-Standes W eine Sicherung S geschaltet, welche sehr schwach bemessen ist und bei entsprechendem Strom zur Erde schmilzt. Alsdann schließt die Feder F einen Kontakt K, wodurch wiederum ^; die betreffende Tableauklappe fällt oder ein Reläis anspricht und die Hupe H (ähnlich Fig. 1) ertönt. . · '

Dieser Schaltung entspricht im wesentlichen Fig. 3, nur ist die Sicherung 5 und der Kontakt K direkt auf dem Maschinenschaltfeld montiert. Der von K geschlossene Strömkreis -bringt die Signallampe h der betreffenden Maschine zum Aufleuchten und ' läßt gleichzeitig durch den Kontakt k die für alle Maschinen usw. vprgesehene Hupe H ertönen.

Ih dem Schaltbild nach Fig. 4 bringt die bei .auftretendem Erdstrom am Widerstand W auftretende Spannung ein Relais R zum Ansprechen-. Dieses schließt den Auslösestromkreis des selbsttätigen Schalters A¹ (bei ■ Dreileiteranlage und Erdung des Mittelleiters auch den Auslösestromkreis des Schalters A ²)._ und beeinflußt gleichzeitig ein Zeitrelais Z, das unmittelbar nach dem Ausschalten der Schalter A¹ bzw. auch A ² den Motor M des Magnetreglers N in Tätigkeit setzt, wodurch die Erregung der. Maschine vermindert oder abgeschälte^ und die sonst besonders durch das Auslaufen der Maschine eintretende weitgehende Zerstörung der "Wicklung verhindert wird. Die Instandsetzung der Wicklung beschränkt sich dann auf die Auswechslung 80· nur einer oder einiger Spulen usw.

In dieser Schaltung sind auch die Erdleitungen der Gehäuse der selbsttätigen Hauptschalter A* und A² über den Widerstand W geführt, so daß bereits beim Auftreten eines Isolationsfehlers ihre sofortige Abschaltung erfolgt und damit die Zerstörung solcher Schalter vermieden wird.

Bei Anwendung dieser Schalteinrichtung für Umformer usw. wird man außer den Schaltern A ^x und A ² hauptsächlich auch den Primärschalter (ölschalter) zur Abschaltung bringen, um da-mit die Leistungszufuhr zu unterbinden.

Bei Wechselstrommaschinen kann es, wie Fig. 5 zeigt, zweckmäßig sein, in die Erdleitung e einen Stromwandler D (bzw. Drosselspule) zu schalten, der sekundär auf das Relais R einwirkt. Dieses setzt bei eintretendem · Strom zur Erde die Auslösespule B des Hauptschalters A unter Spannung und bewirkt dessen'Auslösung. Der mechanisch von ihm gesteuerte Kontakt C schließt sich in der Ausschaltstellung von A und gibt Spannung auf den ■:. Reglermotor M, der die Erregung abschaltet.

Der Kontakt C kann in gleicher Weise auch einen Schalter G auslösen, der im normalen Betrieb einen im Erregerstromkreis eingeschalteten Widerstand P überbrückt. Die Auslösung von G und Einschaltung von P vermindert sofort die Spannung der .Maschine.

Bei Bedarf kann beides, die Einschaltung des no Widerstandes P und die Betätigung des. Regler-: motors M, vorgesehen werden. .. . ■ "

Bei Maschinen mit Erregermaschine wird man die Anordnung in deren Erregerstromkreis treffen. . ■ u₅

Gleichzeitig wird die Signallampe L zum Auf- ; > leuchten gebracht, falls dies nicht bereits durch ein Vorsignal geschehen ist. ■ ' . ■'::

Eine Einschaltung des Hauptschalters A ist nach Behebung des Isolationsfehlers bzw. der Störung sofort wieder möglich, da alsdann das ' Relais R nicht mehr anspricht. ν

Bemerkt sei noch, daß bei Maschinen und

Apparaten mit niediiger Betriebsspannung die Bemessung des in die Erdleitung eingeschalteten Widerstandes so vorgenommen werden kann, daß im Falle eines Isolationsfehlers der Strom ■ zur Erde begrenzt wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   ίο Schutzeinrichtung für Wicklungen von

   elektrischen Maschinen oder Apparaten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Maschinen usw. gegen Erde und gegen Eisenkonstruktionen isoliert und durch eine besondere Leitung (e) geerdet ist, in die ein Widerstand, eine Drosselspule oder ein Stromwandler eingeschaltet ist, und die an deren Enden anläßlich eines an der Wicklung auftretenden Isolationsfehlers o. dgl. bereits bei einem ganz geringen, zur Erde fließenden Strom auftretende Spannung durch ,an sich bekannte Mittel (Relais, Sicherungen) eine Signalvorrichtung oder Äbschalteinrichtungen der Maschinen oder Wicklungen zum Ansprechen bringt und gegebenenfalls auch die Spannung der Maschinen durch Einschalten eines Widerstandes in die Erregung oder durch Betätigen des' Erregerstromregelwiderstandes in an sich bekannter, Weise vermindert. '

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.