DE706540C - Schutzschaltung fuer Kabel und isolierte Leitungen mit Schutzleiter in elektrischen Leitungsanlagen - Google Patents

Description

• Schutzschaltung für Kabel und isolierte Leitungen mit Schutzleiter in elektrischen Leitungsanlagen Es sind bereits Sichuttzschaltumgen bekannt; welche die gefährdete Anlage hei Unter brechung einer Phase oder des Schutzleiters spannungslos machen. - Diese Schalm!ngen haben den Nachteil, daß sie nur rin Zwei: phasenwechselstromnetzen, in - Gleichstromnetzen und tin iriwr. beschränktem Maße in Drehstromnetzen verwendet werden können. Ferner hab:,. sie noch den Nachteil, daß sie erst nach völliger Unterbrechung einer Phase ansprachen. Sehr oft isst @es. ab-er u@nbe-dingt erforderlich, daß Leitungen bereits .bei: beginnendem Phasenbruch abgeschaltet werden, da durch die Schwächung der Ader eine'örtliehe Erwärmung der Leitung erfolgt, die die Ursache eines Brandes sein kann.
• Gemäß der Erfindung ist nüR1 den zu schützenden Phasenleitungen und dem Schutzleiter je eine von: ihnen nur schwach isolierte Hilfsleitung zugeordnet, die an das zu überwachende System aggeschlölssen ist und die Auslösung des Schutzschalters steuernde Relais sp:cist. Die Steuerreriia:s sind derart ,ausgelegt, daß sie 'bei einem durch die Zerstörung der Isolation zwischen den Hilfsleitungen und den ihnen zugeoTdneten Hauptleitungen hervorgerufenen Kurzschluß zwischen diesen Lotungen und infolge der damit verbundenen Erhöhung der Spa;nuvngen @ zwschen den Itilfsletungen das zu überwachende System abschalten.- Die erfindungsgemäße Schutzschhtung verhindert eine - Erwärmung der Leitung, die auf' :einem, Phasenbruch zurückzuführen ist. Ferner schaltet- .sie dien Stromverbraucher bei Bruch des Schutzleiters oder einer Phase .unverzög ert ab, wodurch das Auftreten von Berührungsspannungen -verhindert wird. Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung heispIelsweise veranschaulicht.
• In der Abbildung sind die stromführenden Phasen mit I, - II und III, der Schutzleiter f mit E bezeichnet. In diesen Phasen, die z. B.
• Kabeladern sein können, sind isolierte Hilfsleitungen o, I', II' und III' untergebracht. Unmittelbar am Stromverbraucher, z. B. am Motor M, sind drei Drosseln Di1, D2 und D3 vorgesehen, die zwischen die Phasenleitungen und die in die Kabelader .eingebetteten Hilfsleitungen geschaltet sind. Am Anfaing des Kabels, z. B. unmittelbar hinter dem Schutzschalter S liegt die Hilfsphase I' an dem einen Ende der Spule eines Relais Rl, während das andere Spulenende an der Hilfsphase o liegt. Das andere Ende der Hilfsphase o wird, solange nur. e#n Stromverbraucher am Netz liegt, zweckmäßig an den Nullpunkt (Sternpuinkt) des Stro@mverbraiz@chers angeschlossen. Die freien Anfänge der Hilfsphasenleitumgen II' und III' werden. an die Relaiswicklung R2 gelegt. Die Hilfsphasen I' und Il' lieg=en so,-mit über die Relaiswicklung R2 in V-Schaltung, wodumch ein Relaiserspart wird. Die Hilfsrelais R3 und R4 sind zu den Relais R1 bzw. -R2 para=llel geschaltet. Die Relais R, und R2 bzw. R3 und R4 können auch zu eignem Relais mit je zwei Wicklungen zusammengefußt werden.
• über die Korntakte z bis 8 der Relais R1, R2, R3 und R4 wird der Erregerstromkreis der Auslösespulen des Schutzschalters S geführt. Die Kontakte .an diesen Relais sind so angeordnet, daß. beim Ansprechen eines dieser Relais der Erregerstromkreis der Auslösespule n @ unterbrochen wird, falls diese für Nullspannung bzw. Unterspannungsauslösung ausgelegt ist. Ist diese für Arbeitsstromaus. Lösung ,ausgelegt, so sind die Kontakte an den Relais R, bis R4 derart angeordnet, daß beim Ansprechen eines dieser Relais der Erregerstromkreis der Auslösespule h geschlossen wird.
• Die Drosseln Dl, D2 und D3 und die Relas R" R2, R3 und R,1 sind für eine Teilsp.a'nntung des Netzes ausgelegt. Es ist oft zweckmäßig, die Drosseln D", D2, D3 für die halbe Phasenspannung des Netzes ,auszulegen. In diesem Falle wird dann, z. B. wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, das Relais R1 für die halbe Phasenspannung, die Relais R2 und R3 etwa für die volle Phasenspannung ausgelegt. Das Relais R3 muß so bemessen, sein, daß. es erst bei einer Spannung anspricht, die größer ist als die halbe Phasenspannugg. Außerdem muß dann das Relais R4 so ,gewickelt sein, daß seine Ansprechspannumg höher als die Phasenspannung des Netzes ist.
• Sind mehrere Stromverbraucher an ein Netz angeschlossen, so ist es zweckmäßig, das Ende der Hilfsphase o nicht an den Nullpunkt M der Stromverbraucher, sondern an die Drosseln D@ bzw. D3 zu legen, um dadurch zu verhindern, ,-daß die Schutzrelais R1 bis R4 der einzelnen Stromverbraucher sich gegenseitig beeinflussen.
• Es ist zweckmäßig, die Isolation der Hilfsadern o, I'; II', ILI' so schwach wie möglich zu wählen, .um bei übermäßiger Beanspruchung der Leitungsadern I, II, III und E eine möglichst rasche Zerstörung der Isolation der Hilfsadern zu :erreichen.
• Nachstehend ist die Arbeitsweise der Schutzschä.ltungerläutert. Es sei angenommen, daß die Zuleitung zum Stromverbraucher an irgendeiner Stelle so stark beansprucht wurde, daß eine Ader teilweise beschädigt wurde. In diesem Falle wird vor der völligen Zerstörung der Leitungsphase die in ihr eingebettete Hilfsader .unterbrochen oder in metallischen Kontakt mit der Leitungsphase gebracht. Ist keins von beiden der Fall, dann wird bei einer gegeb.enen£alls eintretenden Erhitzung der schadhaften Stelle die verhältnismäßig dünne Isolation der Hilfsphase-- vor Auftreten einer Flammenbildung derartig erhitzt, daß Haupt-und Hilfsphase metallischen Schluß bekommen.
• Bei Unterbrechung der Hilfsphase o oder I' wird das Relais R1 stromlos und öffnet die Kontakte r und a und damit den Erregerstromkreis der Haltespule n. Werden die Hilfsphasen II' und III' unterbrochen, so fällt das Relais R2 ab und unterbricht den Haltestromkreis der Spulen an. den Kontakten 3 und q..
• Bekommt die Hilfsphase I' mit der Phase I metallischen Schluß, dann ist die Drossel Dl kurzgeschlossen. Das Relais R3 liegt zwischen 1 der Phase I und dem Nullpunkt über die Hilfsphase o.. Es spricht an und öffnet an den Kontakten 5 und 6 den Erregerstromkreis der Haltespule n. Kommt die Hilfsphase 11' oder III' in Kontakt mit der Phase 1I bzw. III, dann ist die Drossel D2 bzw. D3 kurzgeschlossen. Das Relais R4 liegt dann ,an einer Spannung, die größer ist als die Phasenspannung des Netzes. Es spricht an und unterbricht an den Kontakten 7 und 8 den Stromkreis der Haltespule n.
• Die Hilfsleitungen können zweckmäßig auch als eine Art Schutzgeflecht isoliert von der Hauptader um diese herumgelegt werd.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Schutzschaltung für Kabel und. isolierte Leitungen mit Schutzleiter in elektrischen Leittmgsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß den zu schützenden Phasenleitungen (I, II, III) und dem Schutzleiter (E) je eine von ihnen ;nur schwach isolierte Hilfsleitung (I; II', III; o) zuge-,oxdnet ist; die an das zu überwachende System ,an,ges,chloissen sind und de Auslösung -des -Schutzschalters steuernde Relais speisen, und daß die Steuerrelais (IRg, R4) 'derart ,ausgelegt sind, daß sie bei einem @dürch. die Zerstörung der Isolation zwischen den Hilfslettm;gen und den ihnen zugeordneten Hauptleitungen Uervorgerufenen',Kurzschluß zwischen diesen Leitungen und infolge der damit verbundenen Erhöhung der Spanntragen zwischen den Hilfsleitungen das zu überwachende System abschalten. z. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurchgekennzeichnet, daß das eine Ende der den.' Phasenleitungen zugeordneten "Hilfsleitungen (I; II', III') über je :einen Widerstand (D,1, D,2, D3) an das entspre-.chende Ende der zugeordneten Phasenleitung und das Ende der dem Schutzleiter (E) zugeordneten - Hilfsleitung (o) an -den elektrischen 1VEttelpunkt (M) des zu schützenden Leitungssystems angeschlossen sind -und daß ° an die Enden der zwei Phasenleitungen -(II; III) zugeordneten Hilfsleitungen (II', III') und an die Enden der der dritten Phasenleitung (I) und des Schutzleiters (E) zugeordneten Hilfsleitungen (I', o) je ein Relais (R4, R3) angeschlossen ist; -die erst beim Überschreiten eines durch die in .den zugeordneten. Hilfsleitungen liegenden Widerstände (D2 und D,3 bzw. Di) gegebenen Spannungswertes .ansprechen. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (D,1; D,2, D3) 'etwa- für die halbe Phasenspannung und die Relais (R3, R4) derart ausgelegt sind, daß das .dem Schutzleiter (E) zugeordnete Relais (R.3) erst bei überschreiten der halben Phasenspannung und das ,andere Relais (R4) erst bei .einer Spannung anspricht, die größer ist .als die Phasenspannung des zu überwachenden Systems. q.. Schutzeinrichtung nach Anspruch i und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitea-e, die Auslösung steuernde Relais (R1, R2) vorgesehen sind, von denen das eine (R2) an die- zwei Phasenleitungen (II, III) zugeordneten Hilfsleitungen (II', III') und das andere (R) an die anderen. beiden Hilfs leiuMgen (I', o). angeschlossen sind, und daß die Relais- derart ausgelegt =sind, daß sie bei fehlerfreiem System bei einem ,durch die Größe der VoTschal@twiderstände .(1T1, D2, D3) gegebenen Sparvnuwngswert noch. halten, bei. Unterbrechiüng der Hilfsleitungen jedoch abfallen. 5. .Schutzeinrichtung nach Anspruch i und deal folgenden, dadurch gekent.zeichnet daß als Hilfsleitung .eine Art - Schutzgeflecht verwendet wird und daß das Schutzgefleckt isoliert von der Hauptleitung um diese herumgelegt ist.