DE553509C - UEberwachungseinrichtung fuer Schutzvorrichtungen elektrischer Anlagen - Google Patents

Description

Das zuverlässige Arbeiten der selbsttätig wirkenden Schutzeinrichtungen elektrischer Betriebe ist u. a. abhängig von dem ordnungsgemäßen Zustand der Steuerstromkreise — 5 der Schutzeinrichtungen. Das Ausbleiben der Spannung der Steuerstromquelle, Drahtbrüche, Erdschlüsse usw. sind nun Fehler, die sich unbemerkt vom Bedienungspersonal einschleichen und das Arbeiten der Schutzeinrichtungen stören können.

Zur Überwachung der Schutzeinrichtungen hat man bereits Glimmlampen parallel zu den Arbeitskontakten der einzelnen Schutzrelais geschaltet. Diese Glimmlampen sollen durch ihr Leuchten anzeigen, daß die Steuerstromkreise in Ordnung sind. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine derartige Überwachungseinrichtung nicht ganz zuverlässig ist, da die Lampe bei Auftreten eines Erd-Schlusses trotz einer Unterbrechung der Steuerstromkreise aufleuchten kann.

Eine weitere Gefahr für die Sicherheit des Betriebes besteht bei den bekannten Einrichtungen darin, daß die Schutzrelais die Schutzschalter, welche mit einem Pol dauernd an der Steuerstromquelle liegen, nur einpolig betätigen. Bei solchen Anlagen können durch Erdschlüsse in den Steuerstromleitungen die Schutzschalter auslösen, ohne daß die Schutzrelais angesprochen haben.

Ferner ist es bei elektrischen Anlagen wünschenswert, in der Lage zu sein, festzustellen, welches der verschiedenen Schutzrelais die Schalter zum Ansprechen gebracht hat. Um dies erkennen zu können, hat man den einzelnen Schutzrelais Fallklappenrelais zugeordnet, die in Reihe in den Steuerstromkreisen der einzelnen Relais liegen. Bei einer derartigen Anordnung besitzt nun der das Fallklappenrelais durchfließende Strom keinen konstanten Wert. Spricht nämlich nur ein Schutzrelais des Systems an, so fließt der ganze Auslösestrom des zugehörigen Schutzschalters über das Fallklappenrelais. Sprechen dagegen gleichzeitig mehrere Schutzrelais an, so werden die zugehörigen Fallklappenrelais infolge der Parallelschaltung nur von Teilströmen entsprechend der Anzahl der ansprechenden Schutzrelais durchflossen. Es kann daher vorkommen, daß beim gleichzeitigen Ansprechen einer größeren Anzahl von Schutzrelais der auf ein Fallklappenrelais entfallende Teil des Stromes so gering wird, daß das Fallklappenrelais nicht mehr zum Ansprechen kommt. ,

Um bei mehreren parallel geschalteten Stromkreisen zu erkennen, welcher schadhaft ist, hat man bereits eine Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, die von den Relais in den verschiedenen Zweigen derart gesteuert wird, daß sie, je nachdem welches Relais angesprochen hat, von einem verschieden großen Strom durchflossen wird und damit einen verschieden großen Ausschlag zeigt. Es läßt sich dann

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Faul Kannengießer in Berlin-Pankow.

erkennen, welcher der überwachten Zweige einen Fehler aufweist. Der Zustand der Überwachungsvorrichtung selbst läßt sich aber mit einer derartigen Einrichtung nicht kontrollieren.

Um diese Aufgabe zu lösen, dient eine Überwachungseinrichtung für Schutzvorrichtungen elektrischer Anlagen, bei der außer den zu der Schutzvorrichtung gehörenden Signalapparaten noch weitere Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, die irgendeine Störung an der Schutzvorrichtung anzeigen und die erfindungsgemäß mit je zwei Wicklungen ausgerüstet sind, von denen die eine Wicklung parallel zu den Kontakten der zu der Schutzeinrichtung gehörenden Relais und die andere in Reihe mit den Steuerstromkreisen der Relais liegt. Die Einrichtung nach der Erfindung arbeitet in der Weise, daß bei ordnungsgemäßem Zustand der Steuerstromkreis im Ruhezustand der Schutzeinrichtung die parallel zu den Kontakten der Relais liegenden Wicklungen und beim Ansprechen der Schutzeinrichtung die in Reihe mit den Steuerstromkreisen liegenden Wicklungen die Anzeigevorrichtung in der Ruhestellung festhalten.

An Hand der beiliegenden Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Abb. ι zeigt ein Schaltschema einer Anordnung gemäß der Erfindung. Abb. 2 stellt ein Prinzipschema der Anordnung nach Abb. ι dar.

B sind Schutzrelais, z. B. Überstrom-Rückstromrelais, die beim Ansprechen ihre Kontakte 2 schließen. Die Eigenschaltung der Relais B soll in an sich bekannter Weise ausgeführt sein und ist der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht mit dargestellt. Die Schutzrelais B arbeiten mit Zwischenrelais C und einer elektromagnetischen Anzeigevorrichtung A zusammen. Letztere besitzt eine Stromwicklung 3, die mit den Kontakten 2 und der Einschaltspule 4 des Zwischenrelais C in Reihe liegt. Außerdem ist bei der Anzeigevorrichtung A eine Spannungswicklung ι vorgesehen, die parallel zu den Kontakten 2 des Relais B liegt, so daß bei offenen Kontakten B ein Ruhestromkreis von der Plusleitung aus über die Wicklung 1, die Spule 4 des Relais C, die Wicklung 3 der Vorrichtung A und zurück zur Minusleitung besteht. Dieser Ruhestrom erregt die Wicklung ι so stark, daß sie den Anker 5 der An-Zeigevorrichtung A festhält. Hierdurch wird die Fallklappe 6 in der gezeichneten Lage gehalten. Der Ruhestrom genügt jedoch nicht, um die Spule 4 so stark zu erregen, daß das Relais C anspricht.

Falls aus irgendeinem Grunde, z. B. durch Drahtbruch, der Ruhestromkreis unterbrochen wird, fällt der Anker 5 und damit auch die Fallklappe 6 ab, so daß ein Fehler in diesem Stromkreis sofort angezeigt wird.

Zweckmäßig sieht man noch eine Signaleinrichtung 16 vor, deren Speisestromkreis durch die Fallklappe 6 beim Herunterfallen geschlossen wird.

Sobald das Relais B seine Kontakte 2 schließt, wird zwar die den Anker 5 haltende Wicklung ι kurzgeschlossen, an ihrer Stelle wird aber die Stromwicklung 3 nunmehr so stark erregt, daß sie den Anker 5 festhalten kann. Außerdem wird beim Schließen der Kontakte 2 auch die Spule 4 genügend erregt, um das Relais C, welches mit einer Verzögerungseinrichtung 7 und einer Fallklappe 17 ausgerüstet sein kann, zum Ansprechen zu bringen.

Wie aus dem Vorstehenden zu entnehmen ist, läßt die Anzeigevorrichtung A die Fallklappe 6 nur dann los, wenn eine Störung in dem Steuerstromkreis des Relais C auftritt, dagegen nicht bei einem Ansprechen des Schutzrelais B.

Stellt man sich nun vor, daß an Stelle der in der Zeichnung dargestellten drei Schutzrelais B nebst den zugehörigen Hilfsrelais und Anzeigevorrichtungen nur ein einziges Relais B mit seinen Hilfseinrichtungen vorgesehen ist, und nimmt man ferner an, daß an Stelle des Relais C der den zu überwachenden Stromkreis direkt abschaltende Schutzschalter tritt, so bekommt man die grundsätzliche Schaltung einer Anordnung gemäß der Erfindung bei' Schutzeinrichtungen für elektrische Anlagen in ihrer einfachsten Form.

In der Regel arbeiten jedoch, wie es auch in der Zeichnung dargestellt ist, mehrere parallel geschaltete Schutzrelais über Zwischenrelais C auf einem gemeinsamen Schutzschalter, der in dem Ausführungsbeispiel mit D bezeichnet ist. Hierdurch soll erreicht werden, daß der eigentliche Schutzstromkreis im Ruhezustand allpolig unterbrochen wird. Die Relais C besitzen Kontakte 8, 9, 10, 11, die sie beim Ansprechen schließen. Die Parallelschaltung der Kontakte 8, 9 bzw. 10, 11 der Relais C ist bei dem Ausführungsbeispiel in der Weise durchgeführt, daß die Verbindungsleitungen von den Speiseleitun- ;en aus in Schleifen über die Anschlüsse zu den Kontakten geführt sind. Jeder Kontaktanschluß an die Relais C besitzt also je eine in der Anschlußstelle verbundene Zu- und Ableitung, die von Relais C zu Relais C geführt ist. Die Relais C steuern beim Ansprechen den Stromkreis der Auslösespule 14 des Schutzschalters D. Außerdem steuern sie die zu der Schaltung gehörigen Anzeigevorrichtungen B₁, E₂, die eine Störung in dem Steuerstromkreis der Spule 14 anzeigen

sollen. Die Anzeigevorrichtungen E₁, E₂ besitzen Fallklappen 15, die durch ihr Herunterfallen eine Störung kenntlich machen. Zweckmäßig läßt man die Fallklappen beim Herunterfallen den Stromkreis der Signalvorrichtung 16 schließen. Bei jeder der Anzeigevorrichtungen sind Spulen 12 und 13 vorgesehen, deren Widerstand aus später angegebenen Gründen \^rerschieden stark bemessen ist.

Die Wirkungsweise der Erfindung läßt sich am besten an Hand des in Abb. 2 dargestellten Prinzipschemas erläutern.

Nimmt man an, daß, wie in Abb. 2 dargestellt ist, keines der Relais C angesprochen hat und der Schutzschalter D geschlossen ist, so fließt ein Strom von der Plusleitung aus über die Kontakte 8, die Spule 12 der Vorrichtung E₂, die Kontakte 9, Spule 13 der Vorrichtung JS₁, Spule 14 des Schalters D, Spule 13 der Vorrichtung E₂, die Kontakte 11, Spule 12 der Vorrichtung E₁, Kontakte 10 und zurück zur Minusleitung. Infolge dieses Ruhestromes halten die Vorrichtungen E₁, E₂ ihre Anker angezogen. Die Spulen 12 sind so bemessen, daß der die Spule 14 durchfließende Strom den Schalter D nicht zum Auslösen bringen kann. Die Spulen 13 dagegen haben solche Abmessungen, daß ihr Widerstand für die zur Auslösung des Schutzschalters D notwendige Stromstärke nicht in Betracht kommt, also sehr klein ist.

Falls nun der Ruhestromkreis an irgendeiner Stelle durch Drahtbruch unterbrochen wird, so werden die Anzeigevorrichtungen E₁ und E₂ aberregt und zeigen infolgedessen das Vorhandensein des Fehlers an. . Nimmt man nun an, daß eines der Relais C, z. B. das ganz links gezeichnete, infolge Ansprechens seines Schutzrelais B seine Kontakte 8, 10 schließt, so entsteht folgender Stromkreis: Von der Plusleitung aus über die Kontakte 8, 9, Spule 13 der Vorrichtung E₁, Spule 14 des Schutzschalters D, Spule 13 der Vorrichtung E₂, Kontakte 11, 10 zurück zur Minusleitung. Die Spulen 12 sind also nunmehr überbrückt, so daß die Spule 14 genügend Strom erhält, um den Schutzschalter D auszulösen. Die Anzeigevorrichtungen E₁, E₂ lassen aber trotz der Kurzschließung der Spule 12 ihre Fallklappen nicht los, da die Spulen 13 nunmehr so stark erregt werden, daß sie die Anker ihrer Anzeigevorrichtung festhalten können. Es ist also verhindert, daß die Anzeigevorrichtungen einen nicht vorhandenen Fehler in den Steuerstromkreisen der Schutzeinrichtungen melden können.

In Abb. ι ist noch eine Anordnung punktiert eingezeichnet für Auslösestromkreise mit Selbstunterbrechung. Um den stärkeren Strom, den der Auslösemechanismus eines größeren Schutzschalters D erfordert, nicht durch die empfindlichen Kontakte C zu unterbrechen, kann ein Unterbrecherkontakt 19 auf der Welle 18 des Schalters D angeordnet werden. In dem Augenblick, in dem der Schalter D ausschaltet, unterbricht der Kontakt 19 den die Auslösespule 14 durchfließenden Strom und schaltet parallel zu dem Unterbrechungskontakt 19 unter sich in Reihe geschaltete Wicklungen 20 ein, die auf die Anzeigevorrichtungen E₁ und E₂ einwirken. Hierdurch wird verhindert, daß bei Abnahme des Stromes der Spulen 13 die Anker fallen und die Fallklappen 15 betätigen. Infolgedessen werden die Anzeigevorrichtungen auch in diesem Falle einen Fehler in den Steuerstromkreisen der Schutzeinrichtungen nicht vortäuschen können.

Es kann nun vorkommen, daß außer einem bereits vorhandenen Erdschluß an dem Pluspol der Steuerstromquelle noch ein Erdschluß an der in der Prinzipskizze angedeuteten Stelle auftritt. In einem solchen Falle ergibt sich folgender Stromverlauf. Von der Minusleitung aus über die Kontakte 10, die Spule 12 der Vorrichtung E₁, Kontakt 11 und über Erde zurück zur Plusleitung. Die Anzeigevorrichtung £0 ist also unerregt, so daß sie ihre Fallklappe fallen läßt. Der Erdschluß kann natürlich auch so liegen, daß die Anzeigevorrichtung E₂ erregt wird und die Anzeigevorrichtung E₁ ihre Fallklappe losläßt. Um diese verschiedenen Möglichkeiten zu erfassen, ist es vorteilhaft, wie in der Zeichnung dargestellt ist, mehrere Anzeigevorrichtungen vorzusehen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   ι. Überwachungseinrichtung für Schutzvorrichtungen elektrischer Anlagen, bei der außer den zu der Schutzvorrichtung gehörenden Signalapparaten noch weitere Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, die irgendeine Störung an der Schutzvorrichtung anzeigen, dadurch gekennzeichnet, daß Anzeigeeinrichtungen (A, E₁, E₂) mit je zwei Wicklungen vorgesehen sind, von denen die eine Wicklung (1, 12) parallel zu den Kontakten der zu der Schutzeinrichtung gehörenden Relais (B₁ C) und die ändere (3, 13) in Reihe mit den Steuerstromkreisen der Relais (B₁C) liegt, und daß bei ordnungsgemäßem Zustande der Steuerstromkreise im Ruhezustande der Schutzeinrichtungen die parallel zu den Kontakten der Relais liegenden Wicklungen (1, 12) und beim Ansprechen der Schutzeinrichtung die in Reihe mit den Steuerstromkreisen liegenden Wick-

   lungen (3, 13) die Anzeigevorrichtungen (A, E₁, E₂) in der Ruhestellung (gezeichnete Stellung der Fallklappen 6, 15) festhalten.
2. 2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen des Relais (B, C) die Spannungswicklungen (1, 12) der zu ihnen gehörenden Anzeigevorrichtungen (A, B₁, JJ₂) kurzgeschlossen werden, während die Stromwicklüngen (3, 13) vom Steuerstrom durchflossen werden.
3. 3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der in Abhängigkeit von den zu überwachenden Betriebsgrößen ansprechenden Relais (B) auf ein besonderes, mit oder ohne Zeitverzögerung wirkendes Zwischenrelais (C) arbeitet, daß seinerseits beim Ansprechen den Schutzschalter (D) auslöst und den Auslösestromkreis allpolig schaltet, und daß sowohl den Schutzrelais (Zi) als auch den Zwischenrelais (C) Anzeigevorrichtungen (A, E₁, E₂) zugeordnet sind.
4. 4, Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren auf einen gemeinsamen Schutzschalter (D) arbeitenden Schutzrelais (B) die Verbindungsleitungen zwisehen den Schutzrelaiskontakten und Zwischenrelaiskontakten in Schleifen über die Anschlüsse zu den Kontakten geführt sind, derart, daß jeder Kontaktanschluß aus je einer an der Anschlußstelle verbundenen Zu- und Ableitung besteht.
5. 5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der die Steuerstromkreise des Schutzschalters (D) überwachenden Anzeigevorrichtungen (E₁, E₂) der Zahl der Pole entspricht, die durch die Schutzrelais (B) und die Zwischenrelais (C) gesteuert werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen