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Selektivschutzeinrichtung für Gleichstrornsysterne Mit den meisten
bisherigün Schutzeinrichtungen für Gleichstromsysteme ist es wohl möglich, Erdschlüsse
anzuzeigen; dagegen ist es mit solchen Appafaten nicht möglich, festzustellen, ob
die Erdschlüsse in der Leitungsanlage -, im Netz oder in den Generatoren
oder Motoren selbst aufgetreten sind.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung wird es fernerhin auch
ermöglicht, bei Gleichströmanlagen, bei denen beide Pole isoliert sind, einen ioo%igen
Maschinenschutz zu erreichen. Dabei arbeitet die Einrichtung vollkommen automatisch
und selektiv. -
Es wird zuerst festgestellt, ob. der Erdschluß in der
Leitungsanlage oder an einer Maschine aufgetreten ist. Tritt der Erdschluß in der
Leitungsanla-c -auf, so kann die Abschaltung der Maschinen unterbleiben. Dabei ist
die Einrichtunc so getroffen, daß der Erdschluß-Strom keinen Tröl_'eren Wert als
z. B. 5 Amp. annehmen kann, auch wenn ein satter Erd-Schluß eingetreten ist.
Dies ist äußerst wich-,ig, damit kehie grof#en Wicklungsbeschädigungen oder Eisenverbrennungen
auftreten können. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nach Abb. i folgendermaßen
auf.gebaut.
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An die Klemmen des Generators i ist ein Erdschluf#lrelais 2 angeschlossen.
Letzteres be-
sitzt zwei Hilfskontakte. Über den einen Hilfskontakt wird ein
Stromkreis über das Zeitrelais4, das eine lange Laufzeit von beispielsweise -o Sekunden
hat, und die Signaleinrichtung3 geschlossen, während über den anderen Hilfskontakt
ein Stromkreis `äber einen Begrenzungswiderstand 5, z. B. für 5 Amp.,
ein Zeitrelais 6 mit kürzerer Zeitverzögerung und ein Kontaktinstrument
7 ge-
schlossen wird. Durch das Zeitrelais 4 #yird der Stromkreis über das
Kontaktinstrument-7, entweder an den Plus- oder an den Minuspol gelegt. Das Kontaktinstrument
7 ist, beispiels-;Z weise parallel zu einem Anzcigeiiistrument, an eine Meßbrücke
9, die erfindungsgemäß mit I I einem oder nichreren spannungsabhängigen I
zn C
Vergleichswiderständen versehen ist, angeschlossen und mißt so die Dilferenzströme.
Hierdurch
wird der beachtliche Vorteil erzielt, daß genügend große Ausschläge des Kontaktinstruinenics7
auch bei kleinen Strömen erreicht werden, ohne daß dasselbe bei großen Strömen überlastet
wird. Bei Auftreten eines Differenzstromes von 5 Amp. wird durch das Kontaktinstrument,
das in der Ruhelage den Stromkreis schließt, der Stromkreis geöffnet. Bei Ansprechen
des Zeitrelais6, das beispielsweise auf einje Laufzeit von 3 bis
5 Sekunden eingestellt ist, wird ein Stromkreis geschlossen und dadurch beispielsweise
die Entregung oder Abschaltung des Generators bewirkt oder die Energiezufuhr zur
Antriebsmaschine abgestellt.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende: Tritt z. B. am Generator
i ein Erdschluß auf, so spricht das Erdschlußrelais 2 an. Dadurch kann ein Strom
vom Generatorgehäuse i über den Widerstand5, das Zeitrelais6, das Kontaktinstrument7unddeneinenHilfskontakt
de5 Zeitrelais 4 zu dem einen Pol fließen. Da der Erdschluß im Innern des Generators
aufgetreten ist, so sind in der Leitung vom Generator zu den Sammelschienen die
Plus- und Minusströme unberührt, vom Erdschlußstrom also gleich, so daß der Kontakt
des Kontaktz> instruments 7 ge'schlossen bleibt. Erreicht der Strom
5 Amp., so spricht das Zeitrelais 6 an und schließt den Stromkreis
zur Abschaltung des Generators.
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Nun kann z. B. der Fall eintreten, daß der Erdschluß gemäß der Schaltskizze
am Minuspol liegt. In diesem Falle fließt in dem vorher erwähnten Stromkreis kein
Strom. Wird aber nach Ablauf von etwa 30 Sekunden über das Zeitrelais 4 der
Stromkreis geöffnet und an den anderen Pol, dem Pluspol, gelegt, so 11,-eßt jetzt
ein Strom, und der Generator wird wie vorher abgeschaltet.
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Ist dagegen der Erdschluß außerhalb des Generators aufgetreten, so
treten dieselben Schaltvorgänge wie vorher auf. Eine Abschaltun- des Generators
findet aber in diesen Fällen nicht statt, da infolge der Einrichtung der eine Pol
einen um 5 Amp. größeren Strom führt, was zur Folge hat, daß das Kontaktinstrument
7 infolge des Differenzstromes von 5 Amp. den Stromkreis öifnet, so
daß das Zeitrelais 6 nicht ansprechen kann.
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Soll die ErdschluL-anzeigevorrichtung ab---estellt werden, so wird
mittels des Scfialters io der Strom vom Erdschlufirelais 2 zum Gehäuse des Generators
i unterbrochen. Um den Generator vor Defekten in der Erdschlußschutzeinrichtung
zu schützen, werden Sicherungen i i eingebaut. Dadurch wird es auch ermöglicht,
beim Arbeiten an der Erdschlußschut zeinrichtun- dieselbe vollkommen strolnlos zu
machen. Arbeiten mehrere Generatoren parallel auf eine Sammelschiene, so wird die
Erdschlußschutzeinrichtung gemäß Abb. 2 an die Sammelschiene und an eine Erdplatte
angeschlossen. Dieses eine Erdschlußrelais genügt zur Betätigung für die ganze Anlage
mit einer Anzahl von Generatoren. Bei den Generatoren wird nun statt der Erdschlußschutzeinrichtun-
2 ein Relais 2 a mit zwei Hilfskontakten eingebaut, welche dieselben Auswirkungen
haben wie die des Erdschlußrelais nach Abb. i. Das Erdschlußrelais 2 ist nun mit
einem Schaltwerk 12 verbunden und be-
sitzt so viele Abzweige, wie Generatoren
vorhanden sind. In Abständen von 3 bis 5 Minuten trennt das Schaltwerk
12 die Leitung zu dem einen Generator und legt sie dafür auf die Leitung des anderen
Generators, und zwar so lange, bis das Erdschlußrelais 2 keinen Erdschluß mehr anzeigt.
Mittels des Schalters io kann wiederum die Erdschlußeinrichtung außer Tätigkeit
gesetzt werden.
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Die Arbeitsweise dieser Einrichtung gemäß Abb. 2 ist fol-ende: Es
soll ein Erdschluß am Generator il, am Pluspol auftreten. Dadurch wird zuerst die
Erdschlußschutzeinrichtung --, in Tätigkeit ge-
setzt. Durch das Schaltwerk
i:z wird nun das Relais 2al unter Spannung gesetzt. Auf diesen Erdschluß. arbeiten
einmal der Generator 11,
und zwar tritt in seiner Plusleitung ein um
5 Amp. höherer Strom auf als in der Minusleitung. Infolgedessen unterbricht
das Kontaktinstrument 7 die Leitung, und das Zeitr-elais 6 des Generators
il kann nicht ansprechen. Nach Ablauf von beispielsweise 3o Sekunden schaltet das
Zeitrelais 4 die Ableitung vom Kontaktinstrument 7 von der Minusleitung ab
und auf die Plusleitung zu. Auch in diesem Falle kann keine Abschaltung des Generators
il erfolgen. Nach Ablauf von etwa 3 bis 5 Minuten trennt das Schaltiverk
i:! die Verbindung zum Relais 2a, und schaltet das Relais 2 all ein. Hier wiederholt
sich nun ,genau derselbe Vorgang. Da aber der Erdschluß in diesem Generator ill
am Pluspol, ,vie vorher, licc,t, so öt 'inet das Kontaktinstrument7 infolge des
gleichen Stromes in der Plus- und Minusleitung nicht den Kontakt-bzw. Stromkreis,
das Zeitrelais 6 des Gerierators ill spricht infolgedessen an und schaltett
diesen Generator ab.
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Da es fast ausgeschlossen ist, daß gleich-' zeitig aii zwei Generatoren
kräfti-c CrdschlÜsse auftreten werden und andererseits bei Auftreten eines Erdschlusses
an einem Generator der Erdschlu13strom infolge des Widerstandes 5 keinen
gröf-'ereii Wert als Z,
5Auip. erreichen kann, so sind mit dieser Emrichtung
die Generatoren über den ganzen Spannungsbereich geschützt.
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