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Schutzschaltung für elektrische Anlageteile Zum Schutz eines Anlageteiles
in elektrischen Netzen ist es bekannt, zu beiden Seiten des Anlageteiles richtungsabhängige
und stromabhängige Relais zu verwenden, deren Kontakte so geschaltet sind, daß nur
bei einer in den Anlageteil hineingerichteten Energie eine Auslösung erfolgt. Dadurch
ist es möglich, nur dann den Anlageteil abzuschalten, wenn er selbst vom Fehler
betroffen wird.
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Die Erfindung strebt nun an, bei einer derartigen Einrichtung besonders
einfache Relais zu verwenden und dadurch die Sicherheit der Einrichtung zu erhöhen.
Als derartige Relais sollen solche vorgesehen werden, die in ihrer Ausschlagsrichtung
von der Augenblicksrichtung des Stromes abhängig sind, die also mit der Amplitudenrichtung
ihre Ausschlagsrichtung ändern. Gemäß der Erfindung besitzen diese Relais Umschaltkontakte,
und es wird ferner in dem Steuerstromkreis der Relais in jeder Station jeeine Batterie
derart angeordnet und geschaltet, daß bei zweiseitiger Speisung des Netzes und einem
Fehler innerhalb des überwachten Anlageteiles in jeder Stellung der Umschaltkontakte
Impulse erfolgen, die eine Auslösespule, die nur bei ständiger Erregung in
je-
der Netzstromperiode wirksam wird, ständig in jeder Netzstromperiode erregen.
Zweckmäßig wird jedes Relais mit zwei Kontaktpaaren ausgerüstet, von. denen das
eine im Stromkreis der Auslösespule der eigenen Station, das andere im Stromkreis
der Auslösespule der Nachbarstation liegt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. i sind die beiden Kontaktpaare
des Relais der Station I mit p,' und p,' :und die. der Station II mit p," und ps
"' bezeichnet. Beide Kontakte sind als Umschalter ausgebildet, derart, daß in der
einen Stellung die Kontaktep,' und p," miteinander verbunden werden und einen über
die BatterieB2" der Station II sowie über die Auslösespule E' und einen Vorschaltwiderstand
R' der Station I geführten Stromkreis schließen. In entsprechender Weise ist natürlich
auch die Einrichtung der Station II ausgebildet. Der andere Kontakt des Umschalters
pe' und p," ist jeweils über die Kontakted bzw. d' an die OrtsbatterieB'
bzw. Y' der eigenen Station geführt. Die freien Kontakte der Umschalter p,' und
p." sind so mit den Auslösespulen E' bzw. E" verbunden, daß sie diese Spulen über
die Kontaktep," bzw. p,' der Nachbarstation zu überbrücken gestatten. Parallel zu
den Auslösespulen E' und E" sind Kondensatoren C und C" angeordnet.
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Die Kontakte nehmen die gezeichnete Stellung ein, wenn gleichzeitig
in den Stationen
I und II die Energie nach innen gerichtet ist.
Wenn nun bei einseitiger Speisung über die Station I ein Fehler innerhalb des zu-,
überwachenden Anlageteiles liegt-dann wird der Kontakt a' geschlossen. Die Kontakt
PS
und pe' werden gleichzeitig nach unten üfid-. nach oben gelegt,
während die Relais P.""-und p,"' in Ruhe bleiben. Infolgedessen erhält die Auslösespule
E' während der einen Halbwelle über die Kontakte p,' und ps" von der
Batterie Y' Strom, in der anderen Stellung von der Batterie B' über die Kontakte
d.
Der Kondensator c' bewirkt dabei, daß die kurzzeitige Unterbrechurg zwischen
den beiden Impulsen ohne Einfluß bleibt. Die Auslösespule E' wird demnach
von einem Strom erregt, der in seiner Wirkung einem kontinnierlichen Gleichstrom
gleichkommt und wird daher zum Ansprechen gebracht.
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Bei einseitiger Speisung über die Station 1
und einem Fehler
außerhalb des überwachten Anlageteiles, also jenseits der Station II, sprechen beide
Anregerelais an. Infolgedessen werden die Kontakte a' und d' geschlossen.
In dem Augenblick, in dem in der Station 1 der untere Kontakt P,' geschlossen
ist, ist jedoch in der Station 11 der obere Kontakt des Relais p," geöffnet,
so daß während einer Halbwelle die Stromzufuhr zur Auslösespule E' unterbrochen
wird. Die Relaisspule wird sogar während dieser Halbwelle jeweilig kurzgeschlossen,
eine Maßnahme, die aber nicht unbedingt erforderlich ist. Das gleiche geschieht
natürlich auch mit der Auslösespule E". Da aber diese Spulen so ausgelegt sind,
daß die zugehörigen Relais nur dann ansprechen, wenn keine Unterbrechungen von einer
halben Amplitude auftreten, wird eine Auslösung nicht herbeigeführt.
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Bei zweiseitiger Speisung und einem Fehler zwischen den Stationen
I und Il sprechen beide Anregerelais an und schließen ihre Kontakte d und a". Die
polarisierten Relais schließen ihre Kontakte wechselseitig in der Weise, daß die
Kontakte p,' und p."' jeweils den Stromkreis der SpuleE1 über die Batterie
Y' herstellen. In entsprechender Weise wird der Stromkreis der Auslösespule E" über
die Batterie B' geschlossen. Da auch während der anderen Halbwelle des Stromes die
Auslösespule über die Kontakte der Anregerelais jeweils von ihrer eigenen Ortsbatterie
Strom erhalten, werden die Schalter zum Allslösen gebracht.
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Bei einem Fehler außerhalb des zu überwachenden Anlageteiles verhält
sich die Einrichtung bei zweiseitiger Speisung ebenso -wie bei einseitiger. Es wird
nicht ausgelöst.
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Bei dein beschriebenen Ausführ:ungsbeispiel sind die Kontakte
p,' und p,' mit den Kontakten p.," und p," über zwei Hilfsleitungen
miteinander verbunden. Dies ist deswegen durchgeführt, damit die Auslösespulen während
der einen Amplitude bei entspre-.#,hender Fehlerlage kurzgeschlossen werden so daß
sich die aufgespeicherte #,.#,#Anergie ohne weiteres entladen kann. Dies -%t aber
nicht in allen Fällen erforderlich.
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In Abb. 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der
auf die Überl)rülzkung der Auslösespule verzichtet ist. Dadurch ist es möglich,
nur mit einer einzigen Verbindungsleitung zwischen den Kontakten p auszukommen.
Diese verbindet die Einzelkontakte der Umschaltkontakte p,' und p." bzw.
p." und p.,". Einer der Einzelkontakte der Umschalter p,' und p,"
ist bei den Umschaltern p,' und ps' nicht angeschlossen; bei den Unischaltern
Pe'# und pe" ist er über die Kontakte a' bzw. d', der Anregerelais
zu den Ortsbatterien B' bzw. Y' ge-
führt. Die gezeichnete Lage entspricht
einem aus dem Anlageteil herausgerichteten Energiefluß. Bei einem in den Anlageteil
hineingerichteten Energiefluß werden die Kontakte ps'« und p"" jeweils nach unten,
die Kontakte P,1 und p," jeweils nach oben gelegt. Es ist zu ersehen, daß bei einem
Fehler innerhalb des überwachten Anlageteiles die Auslösespulen jeweils während
der einen Halbwelle Strom von der Nachbarbatterie, während der anderen Halbwelle
Strom von der eigenen Batterie erhalten, daß bei einem Fehler außerhalb des überwachten
Anlageteiles dagegen die Stromzufuhr während der einen Halbwelle unterbleibt. Die
Zeitkonstante des durch die Betätigungsspule und den Parallelkondensator gebildeten
Schwingungskreises muß natürlich dabei klein sein gegenüber der Impulsdauer, damit
der Strom in den Auslösespulen genügend rasch zum Verschwinden gebracht wird.
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Während bei den Schaltungen der Abb. i und .2 vorausgesetzt ist, daß
die aufeinanderfolgenden Impulse Stromstöße gleicher Richtung darstellen, sind bei
dem Ausführtngsbeispiel der Abb. 3 die Auslösespulen so ausgebildet, daß
sie nur dann ansprechen, wenn zwei aufeinanderfolgende Stromstöße verschiedene Richtung
besitzen. Zu diesem Zwecke sind in Abweichung von dem Schaltbild der Abb. i die
Batterien in zwei Teile geteilt, also B,' und B,' bzw. BJ und B 2 "
und der
gemeinsame Mittelpunkt der beiden Batterien miteinander verbunden. Ferner ist die
AuslösespuleE' bzw. E" mit einem Anschluß über einen Kondensator C,'* bzw. CJ' an
den Mittelpunkt jeweils der Ortsbatterie geführt. DieWirkungsweise der Einrichtung
ist ohne weiteres zu übersehen. Die gezeichnete Stellung läßt die Lage der Kontakte
in einem bestimmten Augenblick bei einem
Energiefluß erkennen, der
in beiden Stationen1 und II aus dem Anlageteil heraus-,gerichtet ist. Bei einem
Fehler innerhalb des 3
überwachten Leitungsteiles und zweiseitiger Speisung
nehmen dann die Kontakte p,
und p, während des einen Amplitudenwertes
die gezeichnete Stellung ein, während die Kontaktea' und a" geschlossen sind. Es
fließt also zunächst ein Strom über die Kontaktep,' und al, der an das obere Ende
der WicklungE' den Pluspol der BatterieB,' legt. An die WicklungY' wird dagegen
in diesem Augenblick über die Kontaktep," und p,' der Minuspol der BatterieB"
geschaltet. Während der nächsten Halbwelle werden die Kontaktep, und p, umgeschaltet.
Infolgedessen wird an den oberen Anschluß der Wicklung E' über die Kontakte
p,' und p," der Minuspol der BatterieB," gelegt, an den Anschluß der WicklungE"
über die Kontakte p," und a"' der Pluspol - der Batterie Bl". Die Auslösespulen
E' und Z'
erhalten demzufolge abwechselnd einen positiven und einen negativen
Stromimpuls. Sie werden daher gemäß ihrer Bauart zum Ansprechen gebracht.
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Liegt bei zweiseitiger Speisung ein Fehler außerhalb des überwachten
Leitungsteiles, etwa jenseits der Station II, dann ändern während der einen Amplitude
des Stromes die Kontaktep,' und p,' ihre Stellung, während die Kontaktep,"
und p," ihre gezeichnete Lage beibehalten. über die Auslösespulen E' wird
infolgedessen ein Stromkreis geschlossen, der an ihren Anschluß den Pluspol der
BatterieB," legt. An den oberen Anschluß der AuslösespuleE" wird in diesein Augenblick
der Pluspol der Batterie B,' geschaltet. Während der nächsten Halbwelle liegt an
dein oberen Anschluß der SpuleE' über die Kontakte p,' und d der Pluspol
der Batterie B,', an dem oberen Anschluß der Batterie B,' der Pluspol der Batterie
B," über die Kontakte p," und a". Beide Auslösespulen erhalten demnach dauernd das
gleiche Potential, so daß sie gesperrt bleiben, da ein Gleichstrom über die Kondensatoren
Cl' und C," nicht zum Fließen kommt.
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Bei einseitiger Speisung, etwa von der Station II her, sowie einem
Fehler innerhalb des überwachten Anlageteiles nehmen die Kontakte der Station II
ihre Ruhestellung ein, die in diesem Falle der gezeichneten entgegengesetzt ist.
Die Kontaktea' der Station 1 werden geschlossen. Infolgedessen wird an den
oberen Anschluß der Auslösespule E' abwechselnd über den Kontakt
d
und p,' der Pluspol der Batterie B,' und über die Kontaktep,' und
p," der Minuspol der Batterie B." gelegt. Station 1 löst aus. In der Station
II wird dagegen an die AuslösespuleE.' überhaupt keine Spannung geschaltet, da ihr
Stromkreis bei p," dauernd unterbrochen bleibt.
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Bei einem Fehler außerhalb des überwachten Leitungsteiles sind die
Verhältnisse bei einseitiger Speisung die gleichen wie bei zweiseitiger, so daß
dieser Fall nicht besonders betrachtet zu werden braucht. Es ist zu ersehen, daß
in allen Fehlerfällen eine selektive Abschaltung des überwachten Leitungsteiles
erfolgt.