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Einrichtung zur Daueranzeige des Isolationszustandes für Leitungsnetze
des Einleitersystems, insbesondere für Schiffe An Bord von Schiffen werden die elektrischen
Leitungsnetze nach dem Zweileitersystem oder nach dem Einleitersystem ausgebildet.
Die Ausbildung nach dem Zweileitersystem mit einem geerdeten Leiter kommt praktisch
nicht mehr vor. Beim Zweileitersystem wird die elektrische Energie von den beiden
Polen der Generatoren über zwei voneinander und vom Schiffskörper isolierte Leiter
zum Hauptschaltbrett geführt. Von dieser Stelle wird die Energie über voneinander
und gegenüber der Erde isolierte Leiter weiter verteilt.
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Beim Einleitersystem wird eine der beiden Klemmen der Generatoren
unmittelbar mit dem Schiffseisen verbunden und die Verbindung zwischen dem Hauptschaltbrett
und dem Generator bzw. den Generatoren von einem einzigen isolierten Leiter bewirkt.
Auch die Stromverteilung vom Hauptschaltbrett aus zu den verschiedenen Unterverteilkästen
und zu den Stromverbrauchern geschieht durch einpolige isolierte Leiter, wobei von
jedem Verbraucher eine der Klemmen unmittelbar über einen Leiter (die sog. Erdleitung)
mit dem Schiffseisen verbunden ist.
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Hieraus geht hervor, daß ein-Netz nach dem Einleitersystem einfacher
sein kann als ein Zweileitersystem und daß ein derartiges System billiger ist, weniger
Kabel und ein geringeres Gewicht aufweist und kleinere Schaltbretter und Verteilerkästen
usw. besitzt. Diesen Vorteilen gegenüber steht jedoch der, Nachteil, daß beim Durchschlagen
der Isolation des Netzes beim @Einleitersystem ein Kurzschluß auftritt, so daß die
Schmelzsicherung, welche vor dem defekten Kabel geschaltet ist, durchschmilzt und
dieser Teil
des Netzes ausgeschaltet wird. Beim Zweileitersystem
hat ein Isolationsfehler im Netz nur zur Folge, daß einer der beiden Pole des Netzes
geerdet wird, ohne einen Kurzschluß zu verursachen, so daß keine Netzteile ausgeschaltet
werden. Ein derartiger Fehler (Schiffsschluß) in einem Zweileitersystem macht sich
gleich bemerkbar, wenn man sog. Erdungslampen oder Erdschlußmeter verwendet, da
durch derartige Apparate ein Schiffsschluß unmittelbar angezeigt wird. Ferner kann
man beim Zweileitersystem den Isolationswiderstand des gajizen Netzes oder von Teilen
des Netzes schnell und einfach unter Verwendung eines sog. Induktors messen. Zu
diesem Zweck braucht man nur den Netzteil, dessen Isolationswiderstand man messen
will, vom Netze abzuschalten, den Induktor einpolig zu erden und den anderen Pol
mit einem Leiter des abgeschalteten Netzteiles zu verbinden, worauf man am Induktor
den Isolationswiderstand in Ohm ablesen kann.
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Bei einem Einleitersystem kann man eine derartige Kontrolle nicht
verwenden. Die Messung ist hier viel schwieriger. Die isolierten Leiter sind über'
die Stromverbraucher geerdet, so daß parallel zum Isolationswiderstand des Netzes
immer die kombinierten Widerstände der Verbraucher geschaltet sind. Um den Isolationswiderstand
zu messen, müssen deshalb alle Verbraucher vom Netze abgeschaltet werden, was in
der Praxis, zumal bei Personendampfern, nicht durchführbar ist.
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Die Möglichkeit einer direkten Kontrolle des Isolationszustandes des
Netzes und die einfache Messung des wirklichen Isolationswiderstandes des Netzes
war für die meisten Reedereien ausschlaggebend dafür, das Zweileitersystem vorzuziehen,
so daß Einleitersysteme bei Schiffen in der, Praxis fast nicht vorkommen.
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schiffsanlage nach dem Einleitersystem
und verwendet dabei an sich bekannte Kabel, die mit einem im Isolationsmaterial
angeordneten leitenden Schirm versehen sind. Erfindungsgemäß werden die Kabel des
Leitungsnetzes mit einem im Isolationsmaterial angeordneten leitenden Schirm, z.
B. mit einem um die Kabel innerhalb deren Isolation schraubenförmig verlaufenden
Metalldraht, versehen, wobei die Schirme der Leiter einer einzigen Geräte- und Leitergruppe
der zu überprüfenden Anlage oder die Schirme einer Gruppenkombination unmittelbar
miteinander in Verbindung stehen und an die Verbindungsleitung zweier gleicher in
Reihe geschalteter Glühlampen angeschlossen sind, deren andere Klemmen mit der Kabelader
und mit der Schiffswand verbunden sind. Mit der Erfindung wird erreicht, daß eine
kontinuierliche Kontrolle des Isolationszustandes ermöglicht wird und daß der Isolationswiderstand
des Kabels gemessen werden kann, ohne daß es nötig ist, die Verbraucher abzuschalten.
Nach Abschaltung der Spannung und Ausschaltung der Kontrollapparate kann der Isolationswiderstand
der Netzgruppe n zwischen Kabelader und Hilfsleiter und zwischen Hilfsleiter und
Erde gemessen werden. Die Erfindung schafft die Möglichkeit, den Hilfsleiter eines
vom Hauptkabel abgezweigten Kabels unmittelbar mit dem Hilfsleiter dieses Hauptkabels
zu verbinden, so daß der rsolationszustand beider Kabel mit Hilfe einer einzigen
Kontrollvorrichtung kontrolliert werden kann. Man kann ohne Bedenken alle Kabel,
welche zu einer bestimmten Gruppe eines Verteilernetzes gehören, durch eine einzige
Kontrollvorrichtung kontrollieren, indem die Hilfsleiter des bezüglichen Kabels
miteinander verbunden werden. Die Kabel eines Verteilernetzes können also in mehreren
Gruppen zusammengebracht werden, wobei jede Gruppe mit einer eigenen Kontrollvorrichtung
versehen ist. Wenn nun eine Unregelmäßigkeit in der Kabelisolation einer Gruppe
eintritt, signalisiert nun die Kontrollvorrichtung dieser bestimmten Gruppe, während
die übrigen Kontrollvorrichtungen normal auf gleicher Spannung brennen bleiben.
Die Unterteilung in Gruppen, wie sie erfindungsgemäß verwendet wird, hat folgende
Vorteile: Es sind kaum Isolationsfehler derselben Größe an der +- und - -Seite,
d. h. an der Innenseite und an der Außenseite des Schirmes, in einer bestimmten
Gruppe zu erwarten. Man kann sogar annehmen, daß bei Verwendung von Kabeln mit Hilfsleitern
in der Kabelisolation Fehler gleicher Größe in der Isolation beiderseits des Schirmes
praktisch nie auftreten werden.
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2. Eine signalisierte Unregelmäßigkeit in der Isolation wird gleich
lokalisiert.
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Der zu verwendende Hilfsleiter im Kabel kann in an sich bekannter
Weise aus einem mit geringer Steigung um die Ader schraubenförmig gewundenen und
in die Isolation aufgenommenem Metalldraht bestehen. Vorzugsweise kann der Hilfsleiter
die Ader wie ein Rohr umhüllen. In diesem Falle kann der Hilfsleiter ein Flechtwerk
bilden oder aus einem um die isolierte Ader herumgebogenen oder geschlagenen Metallband
oder einem Metallmantel bestehen. Die Kontrolle kann auf einfache Weise auf wasserdichte
Abzweigdosen, Beleuchtungsornamente, Schalter usw. ausgedehnt werden, indem im Isolationsmaterial,
aus dem diese hergestellt sind, ein leitender Schirm angeordnet wird, welcher während
der Montage mit dem Hilfsleiter verbunden wird. In der Zeichnung ist ein Schaltschema
nach der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt.
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Die Generatoren i sind mittels Leiter 2 und 3 und eines Hauptschalters
4 mit einer Hauptschiene 5 und einer Ausgleichschiene 6 gegenseitig parallel geschaltet.
Von den an die Schiene 5 über einen Schalter angeschlossenen Kabeln 7, 8, 9 speisen
die Kabel 7 und 8 die Hilfsschienen io, ii, während das Kabel 9 über einen Anlaufwiderstand
12 einen Motor 13 speist. Die Hilfsschiene io speist eine Anzahl Verteilerkästen
mit Hilfsschienen 14, 15, 16. An die Hilfsschiene ii sind verschiedene Stromverbraucher
angeschlossen, von denen nur der Motor 17 dargestellt ist.
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In die Isolation der verschiedenen Kabel ist ein Hilfsleiter 18 eingebettet.
Dieser ist bei allen damit ausgestatteten Kabeln durch eine strichpunktierte Linie
angedeutet. Dieser Hilfsleiter kann aus einem mit kleiner Steigung um die isolierte
Kabelader spiralförmig herumgeschlagenen Leiter bestehen. Vorzugsweise besteht er
jedoch aus einem den Leiter
umhüllenden Flechtwerk oder aus einem
umhüllenden Band. Die Kabelisolation wird zweckmäßig derart gewählt, daß sie sowohl
zwischen Ader und Hilfsleiter als auch zwischen letzterem und Kabelaußenmantel auf
der vollen Spannung berechnet ist.
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Im Ausführungsbeispiel ist für die an den Verteilkasten 14 angeschlossenen
Verbraucher die Kontrolle bis an jeden Verbraucher festgesetzt, während die an den
Kasten 16 angeschlossenen Verbraucher mit ihren Anschlüssen außerhalb der Kontrolle
liegen.
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Die gezeichnete Kontrollvorrichtung besteht aus zwei Glühlampen ig,
20 mit gleichem Wattverbrauch, von denen jede für die volle Netzspannung geeignet
ist. Die Lampen sind in Reihe geschaltet zwischen dem zu kontrollierenden Leiter
und der Erde. Zwischen den Lampen ig, 2o ist der Hilfsleiter angeschlossen, so daß
der Hilfsleiter die halbe Spannung in bezug auf die Schiffswandung führt, was auf
den durch hintereinander geschaltete Lampenwiderstände hervorgerufenen Spannungsabfall
zurückzuführen ist.
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Die Vorrichtung funktioniert wie folgt: Bei normalem Betrieb brennen
die Lampen ig, 2o mit gleicher Intensität und mit der halben Netzspannung. Wenn
nun bei X ein Kurzschluß zwischen dem Hilfsleiter io und der Erde entsteht oder
wenn dort der Isolationswiderstand erheblich niedriger geworden ist, werden die
zu dieser Gruppe gehörenden Hilfsleiter das Erdpotential annehmen, so daß die zugehörige
Lampe 2o erlischt und die Lampe ig die volle Spannung erhält und stark aufleuchtet.
Wenn jedoch bei Y ein Kurzschluß zwischen dem Kabelleiter und dem Hilfsleiter 18
entsteht, kommen die Hilfsleiter dieser Gruppe auf Netzpotential, wodurch die Lampe
ig erlischt und die Lampe 2o mit voller Spannung zu brennen anfängt.
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Daraus geht hervor, daß bei der Kontrolle nach der Erfindung ein Fehler
schon angezeigt wird, während dieser sich noch entwickelt, so daß frühzeitig Maßnahmen
getroffen werden können, um einem Kurzschluß vorzubeugen.