DE568147C

DE568147C - Schutzschaltung

Info

Publication number: DE568147C
Application number: DEE38716D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Buetow
Original assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Current assignee: ELEK ZITAETS ACT GES VORM W LA
Priority date: 1929-02-02
Filing date: 1929-02-02
Publication date: 1933-01-14

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ASI 14. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 6870

Schutzschaltung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Februar 1929 ab

Es ist bekannt, daß man den mit Erdschluß behafteten Teil einer elektrischen Leitung mit Hilfe von Erdschlußrelais feststellen kann, die entweder an einen Unsymmetriestromwandler gelegt sind oder eine mehrfache Bewicklung besitzen, die so geschaltet wird, daß bei normalem Betriebe die Summe aller Amperewindungen gleich Null ist. Wenn ein Fehler auftritt, ist die Summe verschieden von Null, und das Relais arbeitet.

Zweileiteranschlüsse, bei denen ein Leiter geerdet ist, kann man bei Gleich- und Wechselstromanlagen gegen Überstrom und Erdschluß durch ein einziges Relais schützen. In Abb. 1 ist eine solche Anordnung für Wechselstrom dargestellt. Die beiden Leitungen L₀ und L₁, die zum Verbraucher führen, sind über einen Unsymmetriestromwandler gelegt, dessen Sekundärwicklung auf ein Relais arbeitet. Er-

ao fmdungsgemäß wird dieser Unsymmetriestromwandler nicht, wie bisher bekannt, mit gleichen Primärwindungszahlen S₀ und S₁ versehen, sondern mit verschieden großen, und wird derart in die Zweileiteranlage eingeschaltet, daß die Primärwicklung mit geringerer Windungszahl in den geerdeten Leiter zu liegen kommt. Die in den Leitern fließenden Ströme seien mit J₀ und J₁ bezeichnet. Wenn die Ströme /₀ und J₁ gleich sind und die Windungszahlen S₀ und S₁ zunächst ebenfalls gleich angenommen werden, heben sich die Amperewindungen in dem Unsymmetriestromwandler auf, so daß durch das Relais kein Strom fließen kann. Wenn der Leiter L₀ an Erde liegt, wie dies in den meisten Anlagen der Fall ist, und der Außenleiter Schluß mit Erde bekommt, fließt ein Fehlerstrom Jf, der sich zu dem Strom, den der Verbraucher aufnimmt, in der Leitung L₁ addiert. Das Gleichgewicht der Amperewindungen im Unsymmetriestromwandler ist gestört. Es wirkt die Amperewindungszahl // · S₁ auf das Relais. Das Relais möge ansprechen, wenn ein solcher Unsymmetriestrom fließt, daß beispielsweise 20 Amperewindungen im Primärkreis des Wandlers wirken.

Bisher ist angenommen, daß die primären Windungszahlen des Wandlers, wie bei den bekannten Ausführungen, gleich groß sind. Für S₀=S₁= 20 Windungen und J₀ = J₁= 10 Ampere erhält man z. B. 200 AW — 200 AW = o. Beträgt der Strom J₁ 11 Ampere, der Strom J₀ dagegen 10 Ampere, fließt also ein Fehlerstrom J/ von ι Ampere, ist die primäre Amperewindungszahl im Wandler 220 AW — 200 AW = 20 AW. Das Relais spricht also an.

Wenn man die Windungszahl S₁ und S₀ erfindungsgemäß verschieden groß macht, kann man außer dem Erdschlußschutz auch einen Schutz gegen Überstrom dadurch erzielen, daß man den Unsymmetriestromwandler derart in die Zweileiteranlage einschaltet, daß die Primärwicklung mit geringerer Windungszahl in den

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

Dr. Walter Bütow in Frankfurt a. M.

geerdeten Leiter zu liegen kommt. Es sei beispielsweise S₁ = 22, S₀ = 20 Windungen. Wenn der Strom J₀ — J₁ wiederum io Ampere beträgt, erhält man eine primäre Amperewindungszahl auf dem Wandler von 220 AW — 200 AW = 20 AW. Das Relais spricht nunmehr an, trotzdem kein Unsymmetriestrom vorhanden ist. In diesem Falle löst der Schutzschalter aus, weil ein Überstrom (10 Ampere) auftritt. Bei einem normalen Strom von 6 Ampere erhält man 132 AW — 120 AW = 12 AW primär auf dem Wandler. Das Relais kann noch nicht ansprechen.
Durch diesen Kunstgriff ist die Anordnung empfindlicher gegen Fehlerströme bei Erdschluß geworden. Es möge wiederum ein Fehlerstrom // = ι Ampere über die Leitung L₁ fließen. Der Strom in L₁ beträgt also J₁ = T- Ampere, während der Strom J₀ = 0 ist. Man er-

ao hält dann 22 AW — ο = 22 AW primär auf dem Wandler. Das Relais löst aus. Bei 6 Ampere Belastung erhält man J₁ — η Ampere, J₂ = 6 Ampere. Demnach 154 AW — 120 AW = 34AW auf dem Wandler. Die Anordnung wird also empfindlicher, wenn das Netz belastet ist. Die bei leer laufendem Netz erreichte Empfindlichkeit genügt vollständig, denn bei einem 380/220 Voltnetz genügt ein Erdwiderstand von 100 bis 200 Ohm, um einen für die Auslösung reichenden Strom zum Fließen zu bringen. Diese Bedingung ist sehr leicht zu erfüllen.

Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, daß man, um neben dem Erdschlußschutz einen Überstromschutz zu erzielen, eine Unsymmetrie im Wandler oder im Relais herstellt. Dies läßt sich auch dadurch erreichen, daß man bei einem Wandler oder Relais mit zwei gleichen Wicklungen parallel zu einer eine Impedanz, z. B. einen Widerstand, legt. Man kann ferner auch

dadurch eine Auslösung bei Überstrom erzielen, daß man die Wicklungen nicht symmetrisch anordnet. Beispielsweise hat eine Wicklung einen größeren Einfluß, wenn sie näher an dem Eisenkern oder wenn sie näher an dem beweglichen Anker liegt. In diesem Falle wäre das Aufbringen^einer Schubwicklung fehlerhaft. Abb. 2 zeigt ein entsprechend ausgebildetes Relais, bei dem die Spulen S₁ und S₀ gleiche Windungszahlen haben sollen. Trotzdem überwiegt der Einfluß der Spule S₁.

Man kann die erforderliche Windungszahl anstatt auf dem Wandler direkt auf einem Relais unterbringen. Diese Anordnung ermöglicht die Herstellung eines sehr kleinen Schalters, der besonders als Ersatz für Hausanschlußsicherungen auch in Gleichstromnetzen brauchbar ist. Ein besonderer Vorteil der neuen Anordnung' liegt darin, daß Überstrom- und Erdschlußauslösung durch ein einziges Relais bewirkt werden, während bisher zwei erforderlich waren. Bei den bisher bekannten Anordnungen müssen die Erdschlußrelais ferner auf ein Hilfsrelais arbeiten, das beispielsweise die Spannungsspule eines Nullspannungsautomaten unterbricht oder ein weiteres Relais einschaltet, welches seinerseits die Abschaltung bewirkt. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wirken im Relais bereits genügend Amperewindungen, so daß die Zugkraft auch bei Erdschluß zur Abschaltung ausreicht.

Claims

Patentansprüche:
i. Schutzschaltung für Überstrom und Erdschluß in Zweileiteranlagen, deren einer Leiter geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Primärwicklungen eines einzigen Stromwandlers mit verschieden großen Amperewindungszahlen auf den Eisenkern und damit auf den Sekundärstromkreis wirken und derart in die Zweileiteranlage eingeschaltet sind, daß die Primärwicklung mit geringerer Amperewindungszahl in den geerdeten Leiter zu liegen kommt. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Primärwicklungen des Stromwandlers verschieden große Windungszahlen aufweisen.
3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen des Stromwandlers gleich große Windungszahlen aufweisen und daß die eine der Primärwicklungen durch eine Impedanz überbrückt ist.
4. Schutzschaltung für Überstrom und Erdschluß in Zweileiteranlagen, deren einer Leiter geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wicklungen eines einzigen Relais mit verschieden großen Amperewindungszahlen wirken und derart in die Zweileiteranlage eingeschaltet sind, daß die Wicklung mit geringerer Amperewindungszahl in den geerdeten Leiter zu liegen kommt.
5. Schutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Wicklungen des Relais verschieden große Windungszahlen aufweisen.
6. Schutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Wicklungen des Relais gleiche Windungszahlen aufweisen und daß die eine der Wicklungen durch eine Impedanz überbrückt ist.
7. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Wicklungen des Relais gleiche Windungszahlen aufweisen, aber unsymmetrisch angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen