DE562197C - Einrichtung zur Erfassung von Erdschluessen in Gleichstromkreisen, insbesondere im Erregerstromkreis elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

21C³ S 393.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. September 1930 ab

Es ist eine Einrichtung zur Erfassung von Erdschlüssen im Erregerstromkreis elektrischer Maschinen bekannt geworden, bei welcher der Erregerstromkreis auf einem einfachen Erdschluß dadurch geprüft wird, daß man den xon der Erregerstromquelle zur Erde abfließenden Strom überwacht. Das kann z. B. geschehen, indem von Hand oder • selbsttätig periodisch abwechselnd der eine oder andere Pol der Erregerstromquelle über einen hohen Widerstand mit einem empfindlichen Anzeigegerät oder einer Hupe geerdet wird.

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung einer solchen Erdschlußprüfeinrichtung. Erfindungsgemäß wird ein Kondensator vorgesehen, der von dem im Erdschlußfall von der Erregerstromquelle zur Erde abfließenden Strom aufgeladen wird.

Nach Unterbrechen der Erdverbindung bringt der Entladestrom dieses Kondensators ein Anzeigegerät zum Ansprechen. Als Anzeigegerät wird vorzugsweise ein ballistisches Relais verwendet. Zweckmäßig wird die Schaltung so eingerichtet, daß die Pole der Erregermaschine mit Hilfe eines Umschalters abwechselnd über einen Kondensator mit Erde verbunden werden, wobei im Fehlerfall jeweils eine genügend starke Aufladung des Kondensators erfolgt, und daß der Entlade-Stromkreis des Kondensators durch Arbeitskontakte des Erdungsumschalters dann über ein Relais geschlossen wird.

Wenn der Kondensator zwischen den einen oder anderen Pol der Erregermaschine und Erde gelegt wird, so fließt aber auch in dem Fall, daß der Erregerstromkreis der Maschine keinen Fehler enthält, ein geringer Ladestrom zu diesem Kondensator. Die Empfindlichkeit des ballistischen Relais wird so eingestellt, daß es auf den durch diese Ladung bedingten geringen Entladestrom des Kondensators nicht ansprechen kann. Tritt jedoch im Erregerstromkreis der Maschine an irgendeiner Stelle ein Erdschluß auf, dann lädt sich der Kondensator höher auf, so daß das ballistische Relais nun einen kräftigen Ausschlag gibt und dadurch der Fehler angezeigt wird.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist sehr empfindlich und hat den großen Vorteil, daß mit ihr nicht nur schon bestehende Erdschlüsse, sondern auch solche, die erst im Entstehen sind, sicher erfaßt werden können. Zweckmäßiger Weise wird die Schaltung so vorgenommen, daß der Entladestrom des Kondensators immer in der gleichen Richtung durch das Anzeigegerät fließt.

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

Dr. Karl Hammers in Berlin-Siemensstadt.

Man kann die Prüfeinrichtung sowohl für Handbetrieb als auch für ununterbrochenen selbsttätigen Betrieb ausführen. Bei einer Einrichtung, die von Hand betätigt werden soll, wird der Erdungsumschalter zweckmäßig mit vier verschiedenen Einstellungen ausgebildet. Von diesen dient die erste dazu, den positiven Pol der Erregermaschine über den Kondensator zu erden. Die zweite dient ίο dazu, den Entladestromkreis des Kondensators über das Anzeigegerät zu schließen. In der dritten Stellung wird der negative Pol der Erregermaschine über den Kondensator an Erde gelegt, und in der vierten Stellung wird der Entladestromkreis des Kondensators für diese Erdungsstellung geschlossen. Will man eine Einrichtung nach der Erfindung für automatischen Betrieb vorsehen, so wird der Umschalter zweckmäßig mit umlaufendem Kontaktarm ausgebildet, der in dauernder Folge die obenerwähnten vier Schaltungen durchläuft.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung ergibt sich noch dadurch, daß man nach dem Ansprechen des Anzeigegeräts bei Vorhandensein eines Erdschlusses im Erregerstromkreis der Maschine zum Erdungskondensator einen Widerstand parallel schaltet. Hierdurch wird der Strom in den Zuleitungen zur Erregerwicklung so weit vergrößert, daß- er zur Betätigung eines, den Fehlerort anzeigenden Differentialrelais ausreicht. Durch eine solche Einrichtung kann man feststellen, ob der durch das ballistische Relais angezeigte Erdschluß sich in der Erregerwicklung der Hauptmaschine, oder ob er sich in den Zuleitungen zu dieser Maschine bzw. in der Erregermaschine selbst befindet.

Zweckmäßigerweise wird als den Fehlerort anzeigendes Differentialrelais das Schutzrelais verwendet, welches zur Abschaltung der Maschine bei Erdschluß in der Erregerwicklung dient.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1 ist ein Drehstromgenerator mit der Erregerwicklung 2, die von einer Erregermaschine 3 gespeist wird. In den Zuleitungen von der Erregermaschine zur Erregerwicklung 2 des Generators sind Nebenschlüsse 4 und 5 für die Spulen 6 und 7 eines DifEerentialrelais 8 angebracht. 11 sind die Kontakte des Differentialrelais, die den Auslösestromkreis für den Schalter 12 im Erregerstromkreis und für den Schalter 13 im Maschinenstromkreis schließen. 14 ist ein Umschalter mit einem drehbaren Schaltarm 15, der an seinem Ende zwei Schleifkontakte 16 und 17 trägt. Beim Drehen dieses Schaltarmes überbrückt der Schleifkontakt 16 die feststehenden Kontakte 18 und 19 bzw. 20 und 21. Der Schleifkontakt 17 überbrückt Kontakte 22 und 23, 24 und 25, 26 und 27, 28 und 29. Diese feststehenden Kontakte liegen an Zuleitungen zu den Polen der Erregermaschine 3 zu einem Kondensator 30 und einem Erdschlußanzeigegerät 32. Erfindungsgemäß werden die Pole der Erregermaschine über diesen Erdungskondensator 30 und einen Widerstand 31 an Erde gelegt. 32 ist ein, ballistisches Relais, über das sich der Kondensator entlädt.

Wenn nun durch das Kontaktstück 17 die Kontakte 22 und 23 überbrückt werden, ist der positive Pol der Erregermaschine über den Kondensator 30 und den Widerstand 31 mit Erde verbunden, so daß der Kondensator aufgeladen wird. Wenn der Kontaktarm 15 in die Stellung gebracht wird, daß er die Kontakte 18 und 19, 24 und 25 überbrückt, ist ein Entladestromkreis für den Kondensator 30 über das Relais geschlossen. Entsprechend wird durch Überbrücken der Kontakte 26 und 27 der negative Pol der Erregermaschine über den Kondensator 30 und den Widerstand 31 an Erde gelegt, und bei Überbrücken von 20 und 21, 28 und 29 ein zweiter Entladestromkreis für den Kondensator 30 über das Relais 32 geschlossen. An Hand der Figur läßt sich leicht feststellen, daß der Entladestrom des Kondensators" 30 für die beiden Entladestellungen des Schaltarmes 15 in derselben Richtung durch das ballistische Relais 32 fließt.

33 ist ein zweiteiliger Umschalter, der in der gezeichneten Stellung den Auslösestromkreis vorbereitet, der von dem Differentialrelais 8 gesteuert wird. Durch Umlegen des Schalters 33 auf den Kontakt 37 kann ein Widerstand 35 parallel zu dem Kondensator gelegt werden. Der Umschalter 33 ist so ausgebildet, daß in diesem Falle gleichzeitig das Differentialrelais am Punkt 38 umgeschaltet wird, so daß es beim Ansprechen ein Anzeigegerät 36 betätigt. Der Umschalter 14 kann als Handschalter ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, ihn in der oben beschriebenen Weise als dauernd umlaufenden Kontaktarm auszubilden, so daß eine ununterbrochene Erdschlußkontrolle möglich ist.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Tritt beispielsweise bei 9 ein Erdschluß in der Erregerwicklung 2 der Maschine 1 auf, so fließt, wenn der Kontaktarm 15 mit seinem Schleifkontakt 17 die beiden Kontakte 22 und überbrückt, ein Ladestrom vom positiven Pol der Erregerstromquelle zum Kondensator 30. Wenn der Kontaktarm 15 beim Umlaufen in die Lage gekommen ist, daß die Kontakte 18 und 19, 24 und 25 überbrückt werden, dann ist der Entladestromkreis des Sondensators geschlossen, so daß der Ent-

ladestrom das ballistische Relais 32 zum Ansprechen bringt. Dadurch, daß abwechselnd der positive bzw. negative Pol der Erregermaschine an Erde gelegt wird, ist es möglich, jeden irgendwo im Erregerstromkreis Hegenden Erdschluß sicher zu erfassen.

Nach Ansprechen des ballistischen Relais 32 kann man durch Umschaltung des Schalters 33 den Widerstand 35 parallel zum Erdungskondensator 30 an Erde legen, so daß der Strom in den Zuleitungen zur Erregermaschine nun ausreicht, um das Differentialrelais 8 zu betätigen. Auf diese Weise läßt sich der Fehlerort feststellen, denn bei einem Erdschluß in der Erregerwicklung 2 der Maschine schließt das Differentialrelais 8 einen seiner Kontakte 11, so daß das Anzeigegerät 36 anspricht. Wenn jedoch der Erdschluß in der Zuleitung zur Erregerwicklung, beispielsweise bei Punkt 10, auftritt, kann das Differentialrelais 8 nicht ansprechen, da die durch die Nebenschlüsse 4 und 5 fließenden Ströme in diesem Falle gleich groß sind.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Erfassung von Erdschlüssen in Gleichstromkreisen, insbesondere im Erregerstromkreis elektrischer Maschinen, wobei der bei einem Erdschluß von dem zu überwachenden Stromkreis zur Erde abfließende Strom durch Erdung eines Poles überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erde abfließende Strom einen Kondensator (30) auflädt, dessen Entladestrom nach Unterbrechen der Erdverbindung ein Anzeigegerät (ballistisches Relais) (32) zum Ansprechen bringt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (32) so mit dem Kondensator verbunden wird, daß der Auslösestrom immer in der gleichen Richtung durch das Anzeigegerät fließt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole der Erregermaschine (3) abwechselnd über den Kondensator (30) mit Erde verbunden werden, und der Entladestromkreis des Kondensators über das Anzeigegerät (32) nach Unterbrechung der Erdverbindung geschlossen wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdungsumschalter (14) mit vier Einstellungen ausgebildet ist, von denen je zwei für das Laden und Entladen des Kondensators (30) dienen;
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ansprechen des Anzeigegeräts zum Erdungskondensator (30) ein Widerstand (35) parallel geschaltet und dadurch ein den Fehlerort anzeigendes Differentialrelais (8) zum Ansprechen gebracht wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als den Fehlerort anzeigendes Differentialrelais (8) das Schutzrelais dient, welches die Maschine bei Erdschluß in der Erregerwicklung abschaltet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen