DE701500C - Device for protecting electrical systems against insulation faults - Google Patents

Device for protecting electrical systems against insulation faults

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DE701500C DE1933H0135657 DEH0135657D DE701500C DE 701500 C DE701500 C DE 701500C DE 1933H0135657 DE1933H0135657 DE 1933H0135657 DE H0135657 D DEH0135657 D DE H0135657D DE 701500 C DE701500 C DE 701500C
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz elektrischer Anlagen gegen Isolationsfehler, die eine Ableitung zur Erde herbeiführen können, unter Einschaltung eines Differentialrelais^ mit in jede der Installationszuleitungen eingeschalteten Spulen, deren gemeinsames magnetisches Kraftfeld verschwindend klein ist, wenn die zu sichernde Anlage in· Ordnung ist.The invention relates to a device for protecting electrical systems against insulation faults, which can lead to a discharge to earth, with the involvement of a Differential relay ^ with switched into each of the installation leads coils, their common magnetic force field is vanishingly small if the system to be secured is in order.

Es sind bereits Schutzvorrichtungen für Wechselstrominstallationen vorgeschlagen worden, bei denen eine Spule eines dabei vorgesehenen Differentialrelais parallel mit einem Spannungsrelais verbunden ist, welches beiProtective devices for AC installations have already been proposed been in which a coil of a differential relay provided in parallel with a Voltage relay is connected, which at

'5 eintretendem Ableitungsfehler selbsttätig den Ausschalter betätigt.'5 occurring lead failure automatically actuates the off switch.

Weiterhin ist eine thermisch wirkende Anordnung mit zwei Lötstellen zur Sicherung von Kraftanlagen bekannt. Es handelt sich hier um eine grobe Sicherung, die ohne Differentialrelais arbeitet und sich in der Praxis nicht bewährt hat. Nach den praktischen Erfahrungen sprachen diese Sicherungen vielfach nicht an, so daß die Überlastungsspule des Hauptschalters der Anlage belastet und die gesamte Anlage abgeschaltet wurde. Sofern aber diese thermischen Spezialsicherungen tatsächlich wenige Male ansprachen, waren sie für den weiteren Betrieb unbrauchbar, weil das Lötmietall durch die öftere Wärmebeeinflussung sich im physikalischen Verhalten geändert hatte, so daß der Schalter dann vorzeitig oder zu spät ansprach. Es kommt auch der Fall vor, daß das Lötmetall beim Ansprechen aus der Sicherung ausläuft.Furthermore, there is a thermally acting arrangement with two soldering points for securing known from power plants. This is a rough fuse, the one without a differential relay works and has not proven itself in practice. After the practical experience often did not respond to these fuses, so that the overload coil of the main switch of the system is loaded and the entire system has been switched off. Provided these special thermal fuses actually responded a few times, they were unusable for further operation, because the solder metal had changed in physical behavior due to the frequent exposure to heat, so that the switch then responded prematurely or too late. There is also a case that the solder leaks from the fuse when responding.

Bei elektrischen Anlagen macht sich aber ein anfänglich unbedeutender Leitungs- o.dgl. Fehler erst allmählich mehr und mehr bemerkbar, der im AnfangsBtadium noch ohne Abschaltung der elektrischen Anlage und damit ohne Betriebsstörung behoben werden kann. Es ist daher das Anzeigen schon der kleinsten Fehler erwünscht. Eine derartige Vorrichtung muß jedoch, um die durch ein Übersehen der ersten Anzeige hervorgerufenen Störungen zu vermeiden, mit einer die Anlage abschaltenden Einrichtung ausgerüstet sein, die bei einer Vergrößerung des Fehlers bis zur Gefahrengrenze ausgelöst wird.In electrical systems, however, an initially insignificant line or the like makes itself. Errors only gradually more and more noticeable, the one still without in the initial stage Shutdown of the electrical system and can thus be remedied without any malfunction can. It is therefore desirable to display even the smallest errors. Such a one However, the device must be able to cope with the failure of the first display To avoid malfunctions, equipped with a device that switches off the system which is triggered when the error increases up to the danger limit.

Es ist auch schon ein Sicherheitssystem bekanntgeworden, bei dem der Verlauf einer Störung in einer elektrischen Anlage in zwei (oder mehreren) Stadien überwacht bzw. wahrnehmbar gemacht wird. Dazu werden zwei Ansprechstellen, z. B. zwei Relais verwandt, deren jede nur bei einer bestimmten Fehlergröße anspricht. Diese beiden Fehlergrößen (Ansprechstromstärke) sind hierbei verschieden.A security system has also become known in which the course of a Faults in an electrical system are monitored or monitored in two (or more) stages. is made perceptible. For this purpose, two contact points, z. B. related to two relays, each of which only responds to a certain error size. These two error quantities (response current strength) are here different.

Durch die Vorrichtung, nach der Erfindung werden diese beiden Aufgaben in besondersWith the device according to the invention, these two objects are in particular

einfacher Weise gelöst, wobei dieselbe jahrelang in der Anlage unbeeinflußt eingeschaltet sein kann, aber im Augenblick des Eintrittes auch kleinerer Fehler sofort einwandfrei anspricht und nach Behebung des Fehlers ohne weiteres wieder betriebsfähig ist. Dem Bekannten gegenüber kennzeichnet sich diese Vorrichtung dabei dadurch, daß das Differentialrelais zwei derart verschieden bemessene ίο Anker besitzt, daß der eine Anker, bevor die Ableitung einen für die zu schützende Anlage gefährlichen Wert erreicht hat, angezogen wird und dadurch den Strom über ein Warnungssignal schließt, während der zweite Anker, wenn sich die Ableitung auf einen gefährlichen Wert erhöht hat, die Abschaltung ■ler Anlage bewirkt.solved in a simple manner, with the same switched on for years in the system without being influenced can be, but at the moment of occurrence also addresses smaller errors immediately and is immediately operational again after the error has been rectified. The acquaintance opposite this device is characterized by the fact that the differential relay two so differently sized ίο anchors that one anchor before the Derivation has reached a dangerous value for the system to be protected and thereby closes the current via a warning signal, while the second anchor if the discharge is on a dangerous one Has increased the value, the shutdown of ■ the system.

Zweckmäßig wird mit der Abschaltung der Anlage bzw. des betreffenden Anlageteils der ao zum leichteren Auffinden von Fehlern mehrfach unterteilten Gesamtanlage ein weiterer Signalgeber eingeschaltet, was z. B. durch einen Schalter erfolgen kann, der ebenfalls von dein den Ausschalter beeinflussenden Relais gesteuert wird.Appropriately, with the shutdown of the system or the relevant system part of the ao multiple subdivided overall system to make it easier to find errors, a further signal generator is switched on, which z. B. can be done by a switch that is also controlled by your relay influencing the off switch.

Dadurch, daß schon die kleinen Fehlerströme, die noch keine Gefahr bedeuten, einen Voralarm geben, wird ein besonders hoher Sicherheitsgrad erzielt. Würde man diese Vorsorge nicht treffen, so ist immer die Möglichkeit gegeben, daß, nachdem bereits ein kleiner Fehler sich gezeigt hat, die Ableitung des Stromes plötzlich einen solchen Wert erreicht, daß Zündung und Abschaltung zeitlich zusammenfallen. Es ist bei der Erfindung von besonderem Vorteil, daß man zudem den Voralarm auf jede Größe des Fehlerstromes abstimmen kann.Because even the small fault currents, which do not yet mean any danger, make one Giving a pre-alarm achieves a particularly high level of security. You would this Do not take precaution, so there is always the possibility that after already one small error has been shown, the derivation of the current suddenly reaches such a value, that ignition and shutdown coincide in time. It is of particular advantage in the invention that you also have the Pre-alarm can match any size of the fault current.

Weiterhin ist zu beachten, daß eine sofortige Abschaltung beim Auftreten von Isolationsfehlern nach bekannten Einrichtungen in vielen Fällen auch zu sehr unangenehmen Folgen, beispielsweise in Theatern, Versammlungsräumen, Ausstellungshallen u. dgl., führen kann, indem eine sofortige Abschaltung der Leitungsanlage zur Panik des Publikums führen würde. Da aber im Gegensatz hierzu bei der Erfindung ein Voralarm ausgelöst wird, kann die Fehlerquelle unverzüglich beseitigt werden, ohne daß das Publikum davon Kenntnis erhält.It should also be noted that an immediate shutdown should occur if insulation faults occur according to known facilities in many cases also to very unpleasant consequences, for example in theaters, assembly rooms, Exhibition halls and the like can lead to panic among the public by immediately disconnecting the line system would lead. In contrast to this, however, a pre-alarm is triggered in the case of the invention the source of the error can be eliminated immediately without the public being affected Receives knowledge.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung beispielsweise in einer Zweileitungsinstallation dargestellt.In the drawing, an embodiment of the device according to the invention is for example shown in a two-line installation.

In die Xetzzuleitungen 0 und P sind Wickelungen V0 und Vp eingeschaltet, die auf einem gemeinsamen Eisenkern aufgewickelt sind, zweckmäßig die gleiche Anzahl, aber sehr wenige Windungen besitzen und gegenseitig symmetrisch in der bei Differentialrelais bekannten Weise angeordnet sind, so daß das gesamte gemeinsame magnetische Kraftfeld der Wickelungen verschwindend klein ist, wenn die Anlage in Ordnung ist. Das Relais besitzt zwei Anker K und C, die der Deutlichkeit halber gegeneinander versetzt gezeichnet und so bemessen sind, daß der Anker K leichter als der andere Anker C bewegbar ist und bereits vom Relais an den 7« Kontakt M gezogen wird, wenn in einer der Leitungen der Installation ein Isolationsfehler '■ auftritt, der eine Ableitung von z. B. nur 1Zi0 Amp. oder weniger bewirkt. Der Anker C wird in entsprechender Weise gegen den Kontakt D- angezogen, wenn die Ableitung einen größeren Wert, z. B. 1/.i Amp., annimmt.In the Xetz feed lines 0 and P , windings V 0 and V p are switched on, which are wound on a common iron core, expediently have the same number but very few turns and are mutually symmetrical in the manner known from differential relays, so that the entire common magnetic force field of the windings is vanishingly small if the system is in order. The relay has two armatures K and C, which for the sake of clarity are drawn offset from one another and dimensioned so that armature K can be moved more easily than the other armature C and is already pulled by the relay to contact M when in one of the Lines of the installation an insulation fault occurs, which can lead to a derivation of z. B. only 1 Zi 0 Amp. Or less causes. The armature C is attracted in a corresponding manner to the contact D- when the derivative has a larger value, z. B. 1 /. i amp., assumes.

Beide Anker C, K sind mit der Leitung 0 der Installation leitend verbunden, während die Kontakte M und D an die zweite Leitung P der Installation angeschlossen sind, und zwar über eine Signalvorrichtung L bzw. ei'n Relais B, welches mit einem in die Leitung P geschalteten Ausschalter A zusammenwirkt, der normalerweise geschlossen ist und nur geöff- 85 N net wird, wenn durch das Relais B Strom fließt. .Both armatures C, K are conductively connected to the line 0 of the installation, while the contacts M and D are connected to the second line P of the installation, via a signaling device L or a relay B, which is connected to a Line P switched off switch A interacts, which is normally closed and only opened 8 5 N net when current flows through the relay B. .

An die Leitungen P und O ist zweckmäßig ein Alarmsignal E, z. B. eine Signallampe, in Reihe mit einem normalerweise offenen Ausschalter F angeschlossen, der durch das Relais B gesteuert wird, wenn dieses Strom führt, so daß das Alarmsignal E in dem Augenblick eingeschaltet wird, wenn das Differentialrelais die Anlage abschaltet. Die Verbraucher sind bei N angedeutet.Is appropriate to the lines P and O, an alarm signal E, z. B. a signal lamp, connected in series with a normally open circuit breaker F , which is controlled by the relay B when this is current, so that the alarm signal E is switched on at the moment when the differential relay switches off the system. The consumers are indicated at N.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Entsteht in der Anlage eine Ableitung, so wird das gemeinsame Kraftfeld des Differentialrelais Vo—Vp wachsen und damit der Anker K angezogen, so daß die Signalvorrichtung L eingeschaltet wird, bevor die Sicherungen den Strom unterbrechen. Wird der Fehler nicht rechtzeitig beseitigt, so wird das Differentialrelais bei vergrößerter Ablei- >°5 tung auch den Anker C anziehen, welcher über den Kontakt D Strom in die Relaiswicklung B führt und damit den Ausschalter A öffnet und das Alarmsignal E einschaltet.The mode of operation of the device is as follows: If a discharge occurs in the system, the common force field of the differential relay Vo - V p will increase and thus the armature K will be attracted, so that the signal device L is switched on before the fuses interrupt the current. If the error is not eliminated in time, the differential relay will also attract armature C , which leads current into relay winding B via contact D and thus opens off switch A and switches on alarm signal E.

Im dargestellten Falle wird angenommen, n° daß Leitung P spannungführend ist, während Leitung 0 den Nulleiter darstellt, wobei es genügt, einen einpoligen Ausschalter A in die spannungführende Leitung einzuschalten. Sind dagegen beide Leitungen der Installation spannungfüh'rend, muß ein zweipoliger Ausschalter A verwendet werden, so daß die Anlage vom Netz vollkommen abgeschaltet wird, wenn durch die Größe der Ableitung der Anker C angezogen wird. iaoIn the case shown, it is assumed that line P is live, while line 0 represents the neutral conductor, it being sufficient to switch a single-pole circuit breaker A into the live line. If, on the other hand, both lines of the installation are live, a two-pole breaker A must be used so that the system is completely disconnected from the mains if the armature C is attracted by the size of the discharge. iao

Die SignalvorrichtungL kann z.B. aus einer in den betreffenden Stromkreis unmittel-The signaling device L can, for example, consist of a direct

bar eingeschalteten elektrischen Lampe, z. B. einer Glimmlampe bestehen. Jedoch können auch andere mittelbar oder unmittelbar in den Stromkreis geschaltete Licht- oder Läutevorrichtungen Verwendung finden.bar switched on electric lamp, e.g. B. consist of a glow lamp. However, you can also other light or bell devices connected directly or indirectly to the circuit Find use.

Die Signalvorrichtung L ist auf der Installationsseite des Differentialrelais in den Stromkreis geschaltet. Sie kann aber auch auf der Netzseite des Differentialrelais vorgesehen sein. In beiden Fällen wird das gemeinsame Kraftfeld des Differentialrelais bei einer in der Installation auftretende Ablei-' tung stets von dieser abhängig sein, aber die dargestellte Schaltungsweise hat den weiteren Vorteil, daß auch der Stromkreis der Signalvorrichtung L durch die Sicherungsvorrichtung mitgeschützt ist.The signaling device L is connected in the circuit on the installation side of the differential relay. But it can also be provided on the network side of the differential relay. In both cases, the common force field of the differential relay will always be dependent on a discharge occurring in the installation, but the circuit shown has the further advantage that the circuit of the signaling device L is also protected by the safety device.

Die Relaiswicklung B ist an Leitung P auf der Netzseite des Differentialrelais angeschlossen, kann aber je nach den Erfordernissen auch mit der Installationsseite des Differentialrelais verbunden werden.The relay winding B is connected to line P on the network side of the differential relay, but can also be connected to the installation side of the differential relay, depending on requirements.

Der Ausschalter^ ist dabei vorteilhaft so beschaffen, daß er sich selbsttätig verriegelt, wenn ein Leitungsfehler seine Öffnung bewirkte, und er sich erst wieder schließen läßt, wenn 'dieser Fehler behoben ist. Ist noch ein zweiter kleinerer Fehler vorhanden, so wird dieser bis zur Beseitigung durch die Signal-The off switch ^ is advantageously designed so that it locks itself automatically, if a line fault caused its opening and it can only be closed again, when 'this error has been resolved. If there is a second, smaller error, then this until it is eliminated by the signal

vorrichtung L angezeigt. ■device L displayed. ■

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: i. Vorrichtung zum Schutz elektrischer Anlagen gegen Isolationsfehler, die eine Ableitung zur Erde herbeiführen können, unter Einschaltung eines Differentialrelais mit in jede der Installationszuleitungen eingeschalteten Spulen, deren gemeinsames magnetisches Kraftfeld verschwindend klein ist, wenn die zu sichernde Anlage in Ordnung ist, wobei der Verlauf einer Störung in einer elektrischen Anlage in zwei (oder mehreren) Stadien überwacht und wahrnehmbar gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialrelais zwei derart verschieden bemessene Anker (C und K) besitzt, daß der eine Anker (K), bevor die Ableitung einen für die zu schützende Anlage gefährlichen Wert er-> reicht hat, angezogen wird und dadurch den Strom über ein Warnungssignal (L) schließt, während der zweite Anker (C) die Abschaltung der Anlage bewirkt, wenn sich die Ableitung auf einen für die Installation gefährlichen Wert erhöht hat.i. Device for protecting electrical systems against insulation faults that can lead to a discharge to earth, with the activation of a differential relay with coils connected in each of the installation feed lines, the common magnetic force field of which is vanishingly small if the system to be protected is in order, with the course of a fault is monitored and made perceptible in an electrical system in two (or more) stages, characterized in that the differential relay has two armatures (C and K) of different dimensions that one armature (K) before the derivation one for the one to protective system has reached a dangerous value, is attracted and thereby closes the current via a warning signal (L), while the second armature (C) causes the system to be switched off if the discharge has increased to a value that is dangerous for the installation . 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abschaltung der Anlage ein weiterer Signalgeber (E) z. B. in' einem dabei gleichzeitig geschlossenen Nebenschluß (bei F) eingeschaltet wird. 5„2. Apparatus according to claim 1, characterized in that with the shutdown of the system, a further signal transmitter (E) z. B. is switched on in 'a simultaneously closed shunt (at F) . 5 " Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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