DE402102C

DE402102C - Schutzvorrichtung fuer elektrische Verteilungssysteme

Info

Publication number: DE402102C
Application number: DEE25440D
Authority: DE
Original assignee: Electrical Improvements Ltd
Current assignee: Electrical Improvements Ltd
Priority date: 1917-05-11
Filing date: 1920-07-08
Publication date: 1924-09-12

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 12. SEPTEMBER 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 57

(E 25440 VIII/sicV

Electrical Improvements Ltd. Milburn House, Newcastle-on-Tyne, Engl.

Schutzvorrichtung für elektrische Verteilungssysteme.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Juli 1920 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni igii die Priorität auf Grund
der Anmeldung in England vom 11. Mai 1917 beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung : leitung geschaltet. Die Sekundärwicklungen des Merz-Price-Schutzsystems für Speise- dieser Stromwandler befinden sich in Gegenleitungen und macht die Apparate sicherer schaltung mittels Hilfsleiter. Wenn die Übergegen unzeitige Betätigung durch starke Über- Setzungsverhältnisse der Stromwandler gleich

lastungen und daher zuverlässiger. sind, werden gleiche Ströme in ihren Primär-

Das Merz-Price-System geht davon aus, daß, wicklungen gleiche sekundäre Spannungen in

wenn ein Kabel bzw. ein Leiter fehlerfrei ist, den Sekundärwicklungen hervorrufen. Da die

der Strom, der an einem Ende eintritt, der- Sekundärwicklungen sich in Gegenschaltung

selbe ist wie der, der am anderen Ende aus- befinden, so ergibt sich, daß, solange der in

to tritt. Ein Stromwandler ist daher an jedem den Speiseleiter eintretende Strom dem Strom,

Ende in Reihe mit jedem Leiter der Speise- der den Leiter verläßt, gleich ist, kein Strom

in den Hilfsleiter fließt. Wenn jedoch der Speiseleiter fehlerhaft ist, so tritt in ihn mehr Strom ein als aus.

Der Stromwandler an dem Eintrittsende erzeugt in seiner Sekundärwicklung eine höhere Spannung als der an dem Austrittsende. Infolgedessen fließt Strom durch die Hilfsleiter, und die Relais, die mit jedem Stromwandler in Reihe liegen, werden in Tätigkeit treten, und ίο der Speiseleiter wird an beiden Enden ausgeschaltet.

In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß diese Anordnung, obgleich im Prinzip richtig, gelegentlich in Wirkung tritt, wenn sie nicht wirken sollte, d. h. auch dann, wenn die Speiseleitung fehlerfrei ist. Dies ist der Fall, wenn die Speiseleitung zeitweise eine erheblich höhere als die normale Belastung erfährt. In einem derartigen Falle wird in den Sekundärwicklungen ao der Stromwandler eine ziemlich hohe Spannung erzeugt, da diese Spannung proportional ist dem Strom in der Primärwicklung. Zwar sind die Spannungen der beiden Stromwandler entgegengesetzt, es kann aber die Spannung einen Kapazitätsstrom in der Isolation des Hilfskabels erzeugen.

Bei langen Speiseleitungen, in denen starke momentane Überlastungen eintreten, kann der j auf die angegebene Weise in den Hilfsleitern ^: erzeugte Kapazitätsstrom ausreichen, um die Relais zu betätigen. Dieser Mangel wird durch die Einrichtung gemäß der Erfindung beseitigt. Von den bekannten Schutzvorrichtungen, bei denen durch Hilfsleiter miteinander verbundene Stromwandler verwendet werden, unterscheidet sich die vorliegende dadurch, daß mit dem Hilfsleiter ein ihm parallel liegender Nebenhilfsleiter benutzt wird, der derart unterbrochen ist, daß kein Strom ihn von einem Ende zum anderen durchfließen kann, der aber mit dem Hilfsleiter so verbunden und derart angeordnet ist, daß ein Relais, eine Auslösespule oder ähnliche Vorrichtung, die im Stromkreis mit dem Hilfsleiter liegt, durch den Kapazitätsstrom, der in diesem Leiter fließt, nicht betätigt wird.

Bei einer Ausführungsform einer der Erfindung gemäß eingerichteten Vorrichtung ist der Hilfsleiter mit einem Nebenhilfsleiter in Form eines den Hilfsleiter und seine Isolation umgebenden Mantels versehen. Dieser Mantel kann isoliert sein und beide, d. h. der Mantel und der Hilfsleiter, sind derart verbunden, daß sie einen Stromkreis für den Kapazitätsstrom bilden.

Der Mantelstromkreis ist geöffnet, und theoretisch sollte die Trennungss:elle nahe der Mitte des Hilfsleiters sich befinden, um die größte Empfindlichkeit der Anlage zu erzielen, praktisch ist es aber gewöhnlich zulässig, die Trennstelle anderswo in dem Mantel anzuordnen, I ohne die Empfindlichkeit wesentlich zu beeinträchtigen, und die Anordnung wird aus Zweckmäßigkeitsgründen gewöhnlich derart getroffen werden, daß die Trennstelle nahe dem einen oder anderen Ende des Hilfsleiters liegt. i Bei einer anderen Ausführungsform bildet der Nebenhilfsleiter einen gleichgestalteten Parallel-[ leiter, so daß die beiden Kerne ein Paar bilden ! und gleiche Anteile des Kapazitätsstromes

führen. Bei dieser Anordnung befindet sich j die Trennstelle an oder nahe der Stelle, die Gleichheit des Kapazitätsstromes, der durch ' den Nebenhilfsleiter geführt wird, ergibt.

Auf der Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsbcispiele einer der Erfindung gemäß gebauten Einrichtung dargestellt. j Abb. ι zeigt eine Ausführungsform, bei der ! der Nebenhilfsleiter die Form eines Mantels hat.

Abb. 2 ist ein Querschnitt in größerem Maß- ^; stäbe durch den Hilfsleiter.

Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der der Nebenhilfsleiter einen gleichgestalteten Parallelleiter zu dem Hilfsleiter bildet, und

Abb. 4 ist ein Querschnitt in größerem Maßstabe durch einen derartigen Leiter.

In Abb. ι und 2 sind A, A¹ Relais und B, B¹ die Sekundärwicklungen von Stromwandlern.

Der Hilfsleiter C ist von einem Nebenhilfsleiter D, D¹ in Foim eines Mantels umgeben, der in der Abb. 1 nur durch eine Linie angedeutet ist, aber, wie Abb. 2 zeigt, den Hilfsleiter C rohrförmig umgibt. Nach Abb. 1 ist der Mantelleiter D, D¹ unterbrochen, und zwar an einer Stelle, die etwa in der Mitte des Hilfsleiters C liegt, obgleich, wie oben erwähnt, es nicht wesentlich ist, daß die Stelle der Stromkreisunterbrechung gerade die abgegebene Lage hat. Bei der dargestellten Ausführung kreist der Kapazitätsstrom in dem Hilfsleiter C, den sekundären Wicklungen B, B¹ des Stromwandlers und dem Mantel D, D¹, wie durch Pfeile angedeutet, betätigt aber nicht die Relais A, A¹.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Anordnung ist jeder Hilfsleiter von einem Mantel umgeben, so daß der ganze Kapazitätsstrom von dem Leiter zu dem Mantel fließen muß.

Tatsächlich nimmt nun der Kapazitätsstrom no der Hilfsleiter durch die Hinzufügung des Mantels zu, aber dieser Mantel ist mit den Sekundärwicklungen des Stromwandlers derart verbunden, daß der Kapazitätsstrom nur in dem Stromkreis zirkuliert, der von dem Hilfsleiter, dem Mantel und der Sekundärwicklung des Stromwandlers gebildet wird.

Dadurch wird der Kapazitätsstrom vollkommen von dem Relais ferngehalten, und das System ist gegen Betätigung bei starken Überlastungen der Hauptleitung geschützt.

Bei der in den Abb. 3 und 4 dargestellten

Ausführungsform haben die nach dem ausgeglichenen System gebauten Relais A², A³ zwei Wicklungen, B², B³ sind die sekundären Wicklungen der Stromwandler und C¹ der Hilfsleiter. Die Nebenhüfsleiter D², D³ haben bei dieser Ausführung die Form von gewöhnlichen Leitern, die, wie Abb. 4 zeigt, mit den Hilfsleitern parallel laufen.

In dieser Vorrichtung fließen gleiche Kapazitätsströme in den Hilfsleiter C¹, den Nebenhilfsleitern D², D³ und den Relais A², A³, aber da diese ausgeglichen sind, so wird die Wirkung der Kapazitätsströme in den Relais aufgehoben.

Wie Abb. 3 zeigt, sind die Nebenhüfsleiter wieder an Stellen unterbrochen, die etwa in der Mitte der Hilfsleiter liegen.

Diese Stelle sollte in der Mitte zwischen den Stromwandlern B² und B³ liegen, wenn man annimmt, daß diese Wandler gleiche Spannung haben; wenn aber, etwa durch kleine Abweichungen bei der Herstellung, B² eine höhere Spannung als B³ geben sollte, dann sollte der Punkt des offenen Stromkreises im Verhältnis der Spannung von B~ zu B³ wandern, d. h.

der Teil D² des Nebenhilfsleiters muß langer sein als der Teil D³, um Gleichheit des durch C¹ und D² an dem einen Ende und C¹ und D³ an dem anderen Ende geführten Stromes zu erzielen.

Bei der zweiten in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform fließt der Kapazitätsstrom in dem gewöhnlichen Hilfsleiter noch durch das Relais, dieses ist aber mit einer zweiten Spule ausgestattet, durch die ein gleicher Kapazitätsstrom fließt, der auf die Armatur des Relais in entgegengesetztem Sinne einwirkt und auf diese Weise die Wirkung des Kapazitätsstromes in der Hauptspule ausgleicht.

Dieser gleiche Kapazitätsstrom zur Betätigung der Ausgleichspule des Relais wird dadurch erhalten, daß ein weiterer Leiter mitlaufend an der Seite des Haupthilfsleiters angeordnet wird, der unter denselben elektrischen Bedingungen steht, aber in der Mitte unterbrochen ist. Es besteht keine Spannung zwischen dem Hilfsleiter und diesem mitlaufenden Leiter, wenn aber ein starker durch den Hochspannungsspeiseleiter fließender Strom eine hohe Spannung in den sekundären Wicklungen der Stromwandler an den beiden Enden des Speiseleiters erzeugt, so sind die resultierenden Kapazitätsströme in dem Hilfsleiter und dem mitlaufenden Leiter gleich, und dadurch wird das Relais ausgeglichen und eine unzeitige Betätigung desselben verhindert.

Wenn der mit dem Hilfsleiter mitlaufende Leiter nicht unterbrochen wäre, so bliebe die Schutzvorrichtung gerade dann unwirksam, wenn sie wirken sollte.

Obgleich die Hilfsleiter nur mit drei Arbeitsleitungen dargestellt sind, so können doch in gewissen Fällen auch vier derartige Leiter benutzt werden, der vierte Leiter wird dann dazu benutzt, die neutralen Punkte der Relais und Stromwandlerwicklungen an jedem Ende zu verbinden.

Die dargestellten Ausführungsformen sind für die Anwendung bei Dreiphasenströmen bestimmt, es ist aber ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf Dreiphasensysteme beschränkt ist und auch für Einphasenströme oder Systeme mit irgendeiner anderen Phasenzahl benutzt werden kann.

Gewünschtenfalls können die Hilfsleiter mit Fernsprech- oder Kraftleitern kombiniert werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schutzvorrichtung für elektrische Verteilungssysteme, bei denen durch. Hilfsleiter miteinander verbundene Stromwandler verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hilfsleiter (C oder C¹) ein ihm parallel liegender Nebenhüfsleiter (D, D¹ oder D², D³) benutzt wird, der derart unterbrochen ist, daß kein Strom ihn von einem Ende zum anderen durchfließen kann, der aber mit dem Hilfsleiter so verbunden und derart angeordnet ist, daß ein Relais, eine Auslcsespule öder ähnliche Vorrichtung, die im Stromkreis mit dem Hilfsleiter liegt, durch den Kapazitätsstrom, der in diesem Leiter fließt, nicht betätigt wird.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsleiter (C) an jedem Ende die Sekundärwicklung (B) eines Stromwandlers und ein Abschaltrelais (A) in Reihe enthält, wobei die Relais außen liegen und der Nebenhilfsleiter an jedem Ende zwischen Sekundärwicklung und Relais angeschlossen ist, wobei ferner der Nebenhüfsleiter die Form eines unterbrochenen Mantels oder einer Hülle (D, D¹) hat, die den Hilfsleiter umgibt.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsleiter (C¹) an jedem Ende eine Relaiswicklung (A²) und die Sekundärwicklung (S²) eines Stromwandlers in Reihe enthält, wobei die Sekundärwicklungen außen liegen und der Nebenhüfsleiter zwischen beiden Wicklungen angeschlossen ist, wobei ferner der Nebenhüfsleiter die Form eines unterbrochenen Leiters (D², D³) hat, der den Hilfsleiter begleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.