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. Einrichtung zur Anzeige des Betriebszustandes von Stromkreisschutzgeräten,
wie Schmelzsicherungen, Selbstschalter od. dgl. Die Betriebssicherheit in allen
Arten von Stromverteilungsnetzen erfordert ein rasches Auffinden der durchgebrannten
Sicherungen, ausgelöster Schalter od. dgl. .
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Aus diesem Grunde besteht ein dringendes Bedürfnis nach Anzeigevorrichtungen,
die diese Störungen auf optische, akustische oder elektrische Weise melden. Die
bekannten Kennfäden oder Kennzeichen von Schmelz: Sicherungen und Selbstschaltern
lassen jedoch die Störung nur hei direkter Kontrolle erkennen. Man- hat daher schon
besondere Vorkehrungen für eine mittelbare Fernanzeige, z. B. akustischer Art, getroffen,
z. B. ist es bekannt, den einzelnen Sicherungen Überwachungsrelais zuzuordnen, die
ein Durchbrennen der Sicherungen anzeigen.
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Bei Störungen in Strahlennetzen ist eine Störung und das im Zusammenhang
damit erfolgende Auslösen oder Ansprechen des Schutzgerätes schon dadurch zu erkennen,
daB alle nachfolgenden 'Verbraucher stillgelegt sind.
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Es ist auch bereits bekanntgeworden, Gleichstromleitungen durch einen
überlagerten Wechselstrom auf Unterbrechungen zu prüfen.
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Eine solche Einrichtung ermöglicht zwar die Feststellung von Unterbrechungen
in mit Gleichstrom betriebenen Strahlennetzen. Sie
kann jedoch nicht
bei mit Wechselstrom betriebenen Strahlennetzen und insbesondere nicht bei :Maschennetzen
und anderen mehrseitig gespeisten Netzen angewendet werden, bei -denen, wenn an
irgendeiner Stelle eine Unterbrechung stattgefunden hat, die unterbrochenen -Netzteile
noch über andere Netzteile miteinander in Verbindung stehen.
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Es ist ferner eine Anordnung zur Überwachung von Sicherungen in Starkstromnetzen
bekanntgeworden, bei der im Stern geschaltete Widerstände vorgesehen sind, zwischen
deren Sternpunkten beim Ausfall einer oder mehrerer Sicherungen eine Spannung entsteht,
die für die Überwachung von Sicherungen mehrerer getrennter Strahlennetze einen
Transformator beeinflussen, von dessen Sekundärwicklung ein Relais betätigt @vird.
Hierbei ist jedoch keine -Unterscheidung möglich, in welchem der Netze eine Störung
entstanden ist. Auch trägt diese Anordnung nicht den Anforderungen. Rechnung, die
an überwachungseinrichtungen für mehrseitig gespeiste Netze, wie Ring- und Maschennetze,
gestellt werden.
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In Maschennetzen und anderen mehrseitig gespeisten Netzen können nun
bei Überlastungen wie auch bei Kurzschlüssen einzelne Teile des Netzes ausgefallen
sein, ohne daß sich diese Störung beim Verbraucher bemerkbar zu machen braucht.
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Die Erfindung ermöglicht eine Anzeige des Betriebszustandes von Stromkreisschutzgeräten,
wie Schmelzsicherungen, Selbstschalter od. dgl., dadurch, daß parallel zu den Klemmen
der Schutzgeräte die Sekundärwicklung je eines Wandlers geschaltet wird, dessen
Primärwicklung über einen Ohmschen oder einen Blindwiderstand mit einer Wechselspannung
gespeist wird. Die bei Änderung des Betriebszustandes des Schutzgerätes sich ergebende
Spannungs- bzw. Stromänderung am Wandler dient zur Auslösung einer oder mehrerer
Anzeigevorrichtungen. Der Wandler kann hierbei mit einer Tertiärwicklung ausgerüstet
sein, die bei mehrphasigen Anlagen in Dreieckscbaltung zusammengeschaltet sind und
außerdem mit der Erregerspule eines Relais oder einer anderen. Anzeigevorrichtung
in Reihe liegen.
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Die Erregung der Wandler bei mehrphasigen Anlagen ist dabei derart,
daß sich die resultierende Spannung der Tertiärwicklungen bei kurzgeschlossenen
Schutzgeräten gegenseitig aufhebt. Um auch ein einwandfreies Ansprechen der Anzeigevorrichtung
zu gewährleisten, wenn alle drei Schutzgeräte einer mehrphasigen Anlage ausgelöst
sind, iv°rden parallel zu den einzelnen Wicklungen cler Wandler oder in Reihe mit
der Primärwicklung Blindwiderstände geschaltet, mit denen eine Spannungsunsymmetrie
hervorgerufen wird. Diese Spannungsunsymmetrie kann auch dadurch erzielt werden,
daß Wandler mit im Eisenweg vorgesehenen Einrichtungen, wie Luftspalte, magnetische
Nebenschlüsse oder Querschnittsverringerungen, zur Beeinflussung des Magnetflusses
angewendet ,tverden, Zur Vereinfachung des Aufbaues der Wandler ist es ferner vorteilhaft,
die Wandler zu einer Einheit zusammenzubauen, wobei ein mehrschenkeliger Kern mit
einem zusätzlichen Schenkel für den bei einer U nsymmetrie auftretenden Ausgleichsmagnetfluß
angewendet wird und nur eine Tertiärwicklung erforderlich ist, die auf dem zusätzlichen
Schenkel angeordnet wird.
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Bei einphasigen Anlagen wird das Anzeigerelais bzw. die Anzeigevorrichtung
entweder mit der Primärwicklung in Reihe geschaltet, so daß sie auf Grund der Stromänderung
am Wandler anspricht, oder sie wird parallel zu den Sekundärklemmen geschaltet,
so daß sie auf Grund der am Wandler auftretenden Spannungsänderung anspricht.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele in den Fig. i bis 9 dargestellt.
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Fig. i stellt ein Maschennetz dar; Fig. 2 zeigt die Schaltung der
Wandler an einer dreiphasigen Schutzstelle des in Fig. i dargestellten Maschennetzes;
Fig.3, d. und 5 sind Ausführungsformen der Wandler; Fig. 6 stellt Spannungsdiagramme
dar, während Fig. 7 einen Wandler für mehrphasige Anlagen und Fig.8 und 9 die Schaltung
der Wandler und der Anzeigevorrichtung bei einphasigen Netzen darstellen.
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Bei dem in Fig. i dargestellten Maschennetz sind die vier Speisestellen
mit A, B, C,
und D und die Schutzstellen mit E bezeichnet.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind parallel zu den in den einzelnen
Phasen R, S, T liegenden Sicherungen 3 die Sekundärwicklungen der Wandler 2 geschaltet.
Die Primärwicklungen ,werden über Ohmsche Widerstände 5 bzw. einen induktiven Widerstand
6 von entsprechenden Phasen gespeist. Außerdem enthalten die Wandler noch Tertiärwicklungen
7, die mit einem Relais RL in Dreieckschaltung zusammengeschaltet sind.
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Im Normalfall, d. h. bei eingeschalteten Sicherungen, heben sich die
Spannungen der Tertiärwicklungen gemäß dem Spannungsdiagramm nach Fig. 6 a gegeneinander
auf, so daß das Relais RL keine Spannung erhält.
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Beim Durchbrennen einer Sicherung steigt durch das Fehlen der sekundären
Belastung des Wandlers die Spannung an der entsprechenden
Tertiärwidkl'ung
an und bringt damit das Relais. RL zum Ansprechen.
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Um nun zu vermeiden, daß beim Durchbrennen aller drei Sicherungen
sich die Spannungen der einzelnen Tertiärwicklung@n wieder zu Null zusammensetzen,
werden durch Kunstschaltungen (Verwendung von Kondensatoren 9 und Drosseln 6, die
zu den einzelnen Wicklungen parallel. oder mit den Primärwicklungen in Reihe geschaltet
sind) die einzelnen Spannungen der Tertiärwicklungen, wie beispielsweise in Fig.6b-
gestrichelt dargestellt, in bezug auf Größe und Richtung verändert, und zwar derart,
daß auch beim Durchbrennen aller drei Sicherungen sich die nunmehr veränderten Spannungen
nicht mehr zu Null zusammensetzen, sondern, wie- aus Fig. 6 c ersichtlich, die resultierende
Spannung URL entsteht.
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In jedem Störungsfall, d. h. also, wenn eine, zwei oder auch drei
Sicherungen durchbrennen, wird dem Relais die Spannung URL zugeführt, die es zum
Ansprechen. bringt und so die Anzeige der Störung ermöglicht.
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Diese Spannungsunsymmetrie läßt sich auch durch die Anwendung von
Drosseln mit Einrichtungen zur Veränderung des Magnetflusses erzielen. Es geschieht
dies, wie in Fig.3, q. und 5 dargestellt, beispielsweise durch die Anwendung eines
magnetischen Nebenschlusses io, durch eine Ouerschnittsverringerung i i oder durch
einen Luftspalt 1a.
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Zur Vereinfachung des für die Anzeige erforderlichen Aufwandes können
auch die Kerne der einzelnen Wandler bei mehrphasigen Anlagen, wie Fig. 7 beispielsweise
zeigt, vereinigt werden, wobei ein besonderer mittlerer Schenkel für den bei einer
Unsymmetrie auftretenden magnetischen Rückfluß vorgesehen ist. Es wird in diesem
Fall nur eine auf dem mittleren Schenkel angeordnete Tertiärwicklung 7 angewendet.
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Bei einphasigen Anlagen wird zur Vereinfachung des Wandleraufbaues
keine Tertiäres icklung angewendet. Das beispielsweise angewendete Anzeigerelais
RL wird in einem solchen Fall, wie in Fig.8 dargestellt, an Stelle des Ohmschen
oder Blindwiderstandes mit der Primärwicklung q. des Wandlers in Reihe geschaltet.
Das Relais ist dabei so eingestellt, daß die sich bei durchgebrannter Sicherung
3 ergebende Änderung des primärseitig aufgenommenen Stromes das Relais zum Ansprechen
bringt.
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Bei der in Fig. 9 dargestellten Schaltungsart wird das Anzeigerelais
parallel zur Primärwicklung q, geschaltet, und es wird ein Vorwiderstand 13 (Ohmscher-
oder Blindwiderstand) angewendet. In diesem Fall wird das Relais 8 so eingestellt,
daß es bei der durch die durchgebrannte Sicherung hervorgerufenen primärseitigen
Spannungsänderung zum Ansprechen gebracht wird.
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Es ist natürlich auch möglich, das Anzeigerelais bzw. die Anzeigevorrichtung
mit d-°r Sekundärwicklung des Wandlers in Reihe oder parallel zu schalten. Ferner
muß die S; kiindärseite des Wandlers so beschaffen sein, daß sie im entsprechenden
Störungsfall die verkettete Spannung aushalten kann.
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Zum Schutz der Sekundärwicklung der Wandler wird zweckmäßig noch eine
Schmelzsicherung 14, ähnlich den Meßgerätesicherungen, mit der Sekundärwicklung
des Wandlers in Reihe geschaltet, die dann anspricht, wenn über den Wandler ein
Strom entnommen wird.
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Der Einbau der Wandler erfolgt zweckmäßigerweise ähnlich wie der Einbau
von Sicherungen, so daß sich der äußere Aufbau der Vorrichtungen, mit Ausnahme der
an einer zentralen Stelle angeordneten Anzeigevorrichtung, von den üblichen Sicherungskästen
bzw. Anordnungen nicht unterscheidet.