DE755291C - Einrichtung zum schnellen Verbinden zweier Leitungssysteme im Falle des Auftretens einer unzulaessig hohen Differenzspannung zwischen diesen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum schnellen Verbinden zweier Leitungssysteme im Falle des Auftretens einer unzulässig hohen Differenzspannung zwischen diesen In der Elektrotechnik kann zeitweilig die Aufgabe auftreten, daß ein zwischen zwei Leitungssystemen entstehendes Potentialgefälle durch eine zwischen diesen beiden Systemen herzustellende elektrische Verbindung beseitigt werden muß. Dies ist z. B. der Fall, wenn ein Leitungssystem beispielsweise zur Sicherheit an Wassererde angeschlossen ist, während ein zweites System mit irgendeiner Hilfs- oder Körpererde verbunden ist. Solange zwischen diesen beiden Erden das Potentialgefälle nur geringe Werte annimmt oder gar Null ist, besteht keine Gefahr, daß z. B. bei Berühren dieser beiden Systeme der Berührende einen Schaden erleidet. Ein solcher Fall kann z. B. vorliegen, wenn das eine System mit der Wassererde, das andere System an ein Gasleitungsrohrnetz als Schutzerde angeschlossen ist. Durch die Hanfisolierung zwischen den einzelnen Muffen kann das Gasleitungssystem unter Umständen den Charakter eines Kondensators annehmen, der aufgeladen und bei Berührung entladen wird. Das Entladen kann selbstverständlich auch über die Wassererde erfolgen. Außer der Gefahr, daß Personen gefährdet werden, besteht noch die Möglichkeit, daß der Entladungsfunke Gasexplosionen einleitet.
• Ferner sind die gleichen Erscheinungen bei Bahnanlagen zu erwarten, bei denen üblicherweise die Fahrschienen zur Stromrückleitung dienen. Um abirrende Ströme zu vermeiden, verlegt man im allgemeinen die Bahnerde isoliert auf Holzschwellen. Schon wegen der Ausdehnung des Netzes ist aber praktisch meist nie eine vollwertige Isolierung zu erzielen. Man spricht daher aus diesem Grund von einer sog2nannten Bahnerde. Als Schutzerde wird aber des weiteren die Wassererde benutzt. Vielfach ist es üblich, zum Bahnaufbau gehörige Eisenbahnkonstruktionen, wie z. B. die Tunnelanlagen von Untergrundbahnen, mit der Bahnerde zu verbinden. Ebenso können die Fahrzeuge selbst nicht an die Schutzerde, also an die Wassererde, angeschlossen werden, sondern liegen ebenfalls an der Bahnerde. Diese Maßnahme bringt so lange keine Gefahr mit sich, als zwischen den beiden Erden kein nennenswertes Potentialgefälle auftritt. Tritt dies dennoch ein, dann werden die Fahrgäste, die den Bahnhof betreten bzw. das Fahrzeug besteigen, in diesem Augenblick gefährdet, da sie Bahnerde und Wassererde, überbrücken. Man war daher immer bestrebt, beide Erden beim Auftreten einer solchen Spannung schnellstens in metallische Verbindung miteinander zu bringen. Als Schutz gegen diese Gefahr wäre es natürlich auch möglich, sofort eine Abschaltung der Stromerzeuger oder- Streckenspeiser vorzunehmen. Letztere Lösung ist wegen der damit verbundenen Verkehrsstörung meist unerwünscht und außerdem umständlich, namentlich beim Einspeisen von mehreren Stellen.
• Zum schnellen Verbinden zweier Leitungssysteme, zwischen denen ein unerwünschtes POten%ial auftreten kann, benutzte man bisher Schalter, die mit Federkraft einschalten. Ihr Auslöseorgan wurde beim Auftreten der unzulässigen Spannung betätigt. Diese Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß das Entklinken verhältnismäßig lange dauert.
• Zwecks Vermeidung dieser Nachteile wird zum elektrischen Verbinden zweier Leitungssysteme im Falle des Auftretens einer unzulässig hohen Differenzspannung zwischen diesen ein gleichstromvormagnetisiertes Relais mit zwei einander entgegenwirlzenden Wicklungen-vorgesehen, von denen die eine von einer Gleichstromquelle gespeist wird, während die andere über elektrische Ventile in Graetz-Schaltung von der zwischen den Systemen auftretenden Spannung erregt wird. Durch die Anwendung der Graetz-Schaltung wird dabei erreicht, daß unabhängig von dem Potential der eiiizeinen Systeme die zweite Wicklung des Relais immer von einem Strom in gleicher Richtung durchflossen wird.
• _'11s Ausführungsbeispiel ist eine Bahnanlage gewählt, die die eingangs erwähnte Bahnerde i und des weiteren eine Schutzerde (Wassererde) -2 enthält. Mit 3 ist das Schnellrelais bezeichnet, das, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zwei Wicklungen hat, von denen die Wicklung 4. gleichstromerregt ist, und zwar durch die Batterie 5, die über den Gleichrichter 6 aus einem Wechselstromnetz 7 dauernd in geladenem Zustand gehalten wird. Das Schnellrelais 3 führt eine zweite Spule 8, die der ersten gleichstromerregten Spule entgegenwirkt. Sobald zwischen den Amperewindungen der Spulen .l und 8 Gleichgewicht besteht, wird das Relais durch die Kraft der Feder g ansprechen und die beiden Erden i und 2 elektrisch miteinander verbinden. Auch dann, wenn die die Auslösung bewirkende Gegen-EMK größere Werte als die Halte-EMK annimmt, erfolgt eine Auslösung, da unter allen Umständen die N ullinagnetisierung durchschritten «-erden muß.
• Da, wie schon erwähnt, nie vorauszusehen ist, welches Potential die einzelnen Erden führen, muß man dafür Sorge tragen, daß in der Wicklung 8 des Relais die Stromrichtung stets in gleichem Sinn auftritt. Dies wird erreicht durch Ventile io in Graetz-Schaltung. Liegt beispielsweise positives Potential an der Wassererde 2, dann fließt von dort ein Strom über die Wicklung i i des Melderelais 12 und von dort über die entsprechende Ventilzelle des Gleichrichtersatzes durch die Wicklung 8 zurück über den Gleichrichtersatz und die Leitung 13 zur Bahnerde i. In vorliegendem Falle wird also das Melderelais 12 ansprechen, wodurch man sofort erkennen kann, daß das positivere Potential an der Wassererde 2 lag.
• Liegt hingegen positives Potential an der Bahnerde i gegen 2, dann fließt der Strom von dort über die Wicklung 14 des Signalrelais 15 zum Gleichrichtersatz io, von hier über eines der Ventile zur Wicklung B. Man sieht, daß in dieser die Stromrichtung jetzt die gleiche ist wie im vorherigen Falle. Von der Wicklung 8 erfolgt der Stromrückfluß über die entsprechende Ventilzelle des Gleichrichters und die Leitung 16 zur Wassererde 2. Jetzt spricht das Signalrelais 15 an, und hieraus kann sofort der Schluß gezogen «-erden, daß das positivere Potential an der Bahnerde lag. Beim Auftreten einer Wechselspannung werden'beide Melderelais 12 und 15 zum Ansprechen gebracht. Man sieht also, daß die Signalrelais zwei Aufgaben übernehmen, denn sie dienen zur Anzeige der Polarität und gleichzeitig zum Betätigen der 1leldeglocke 17.
• Da das Schaltmesser 18 des Schnellrelais 3 zweckmäßig nicht mit allzu großer Masse behaftet sein soll, ist es natürlich nicht in der Lage, längere Zeit den zwischen den beiden Erden fließenden Ausgleichstrom zu bewältigen. Es ist daher zweckmäßig, nach Ansprechen des Schnellrelais 3 und Herstellung der Verbindung zwischen den beiden Erden selbsttätig oder von Hand eine Entlastungsverbindung zwischen den beiden Erden durch Schließen des parallel geschalteten Schalters ig vorzunehmen. Dieser Schalter ig kann zweckmäßig mit einem Hilfskondensator 20 verbunden sein, durch den der Meldestromkreis unterbrochen wird.
• Als Entlastungsschalter für das Schnellrelais könnte ferner auch ein gewöhnliches Schütz mit Stromwicklung Verwendung finden, die beim Einschalten des Schnellrelais mit eingeschaltet wird und beim Überschreiten eines bestimmten Stromwertes das Schütz selbsttätig schließt.
• Im übrigen kann es empfehlenswert sein, die beiden zu verbindenden Systeme durch eine Grobdurchschlagssicherung 2i zu überbrücken. Sinngemäß kann die beschriebene Methode auch zur gleichzeitigen Überwachung mehrerer Systeme benutzt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum schnellen Verbinden zweier Leitungssysteme im Falle des Auftretens einer unzulässig hohen Differenzspannung zwischen diesen; insbesondere bei Bahnnetzen, zur Verbindung der Bahnerde mit der Wassererde, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung dieser Verbindung ein gleichstromvormagnetisiertes Relais mit zwei einander entgegenwirkenden Wicklungen vorgesehen ist, von denen die eine von einer Gleichstromquelle gespeist wird, während die andere über elektrische Ventile in Graetz-Schaltung von der zwischen den Systemen auftretenden Spannung erregt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den für dieeine Stromrichtung vorgesehenen Ventilen und in Reihe mit den für die andere Stromrichtung vorgesehenen Ventilen je ein Melderelais liegt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker der Melderelais einen Meldestromkreis schließen, in dem ein von Hand oder selbsttätig zu bedienender Hilfskontakt liegt, der zweckmäßig mit einem Schalter gekuppelt ist, der zur Entlastung des die Leitungssysteme verbindenden Schaltmessers des Schnellrelais dient. q.. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Entlastungsschalter für das Schnellrelais ein Schütz mit einer Stromwicklung dient, die beim Einschalten des Schnellrelais mit eingeschaltet wird und beim Anstieg des Stromes über einen bestimmten Wert das Schütz schließt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 596 o4.3, . 663 og1, 68424g.