DE888718C - Protective circuit for cables and lines in companies at risk of explosion or impact weather, especially mining companies - Google Patents

Protective circuit for cables and lines in companies at risk of explosion or impact weather, especially mining companies

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DE888718C
DE888718C DEP4186A DEP0004186A DE888718C DE 888718 C DE888718 C DE 888718C DE P4186 A DEP4186 A DE P4186A DE P0004186 A DEP0004186 A DE P0004186A DE 888718 C DE888718 C DE 888718C
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DE
Germany
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DEP4186A
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German (de)
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Fritz Dipl-Ing Mitlehner
Kurt Wulsten
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H02H7/226Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices for wires or cables, e.g. heating wires

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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Description

Schutzschaltung für Kabel und Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben In explosions- b.zw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere in Bergbaubetrieben, verwendet man für die elektrischen Kabel und Leitungen Schutzschaltungen, die bei mechanischen Beschädigungen des Kabels bzw. der Leitung diese sofort abschalten. Zu diesem Zweck hat man außer dem zur Energieübertragung dienenden Hauptleitersystem ein Schutzleitersystem vorgesehen, das aus einem Schutzleiter und einem Überwachungsleiter besteht. Schutz- und Überwachungsleiter umgeben mantelartig die Hauptleiter. Oft ist der Überwachungsleiter von einer leitenden, die Hauptleiter umgebenden Gummihülle gebildet, in der die Schutzleiter isoliert eingebettet sind. Zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter befindet sich eine kleine Wechselspannung. Tritt eine mechanische Beschädigung ,des Kabels bzw. der Leitung auf, so entsteht zwischen Schutz- und Überwachungsleiter ein Stromschluß. Durch :diesen Stromschluß wird über ein Relais ein in den Hauptleitern liegendes Schaltschütz ausgeschaltet.Protective circuit for cables and lines in areas where there is a risk of explosion or firedamp Companies, especially mining companies. those at risk of firedamp Establishments, especially in mining operations, are used for the electric Cables and wires protective circuits in the event of mechanical damage to the cable or the line switch it off immediately. For this purpose one also has to A protective conductor system is provided for the main conductor system serving for energy transmission, which consists of a protective conductor and a monitoring conductor. Protective and monitoring conductor surround the main ladder like a coat. Often the supervisor is from a senior, the main conductor is formed by a rubber sleeve in which the protective conductor is insulated are embedded. There is one between the protective conductor and the monitoring conductor small alternating voltage. If mechanical damage occurs to the cable or the Line up, a current short occurs between the protective and monitoring conductors. Through: this current connection is a relay lying in the main conductors Contactor switched off.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, an solchen Kabeln bzw. Leitungen eine weitere Schutzmaßnahme zu treffen, (die Störungen ausschließt, wenn ein Fehler an der Isolation der Hauptleiber auftritt. Erfindungsgemäß wird diese Schutzmaßnahmedadurch erreicht, daß das Schutzleitersystem mit :dem Sternpunkt :des Hauptleitersystems über einen Widerstand von solcher Größe verbunden wird, daß beim Auftreten eines Stromschlusses zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter der über den Widerstand und die Schadenstelle fließende Strom mit Hilfe des gleichen Relais das in den Hauptleitern des Kabels bzw. (der Leitung liegende Schütz auslöst. Vorzugsweise wird das Relais des Schützes von der Sekundärseite eines Gleichrichters gespeist, der in Reihe finit dem Überwachungsleiter liegt.The invention has set itself the task of using such cables or Lines to take another protective measure (which excludes interference, if a failure in the isolation of the main body occurs. According to the invention this Protective measure achieved by the protective conductor system with: the star point: des Main conductor system is connected via a resistor of such a size that when Occurrence of a circuit between one of the main conductors and the monitoring conductor the one about the resistance and the Damage point flowing with electricity Using the same relay as that in the main conductors of the cable or line Contactor trips. The relay of the contactor is preferably from the secondary side fed by a rectifier, which is in series finite with the monitoring conductor.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ,dargestellt. Mit i sind die Sekundärwicklungen eines dreiphasigen Haupttran,sforrnators bezeichnet, der über ein Zuführungskabel 2 eine Schrämleitung 3 speist. Die Schrämleitung 3 ist durch ein Schütz q. ein- und ausschaltbar. Die Schrämleitung enthält außer den Hauptleitern R, S, T einen Schutzleiter SL und einen Überwachungsleiter TL. Vorzugsweise ist der überwachungsleiter von einer leitenden Gummihülle gebildet, in der :isoliert der Schutzleiter angeordnet ist. Zur Überwachung der Schr ämleitung rdient ein Leitungswächter 5. Dieser enthält einen Hilfstransformator 6, der eine kleine Wechselspannung (24V) zwischen den Schutzleiter SZ und den Überwachungsleiter TL legt. In Reihe mit Odem Überwachungsleiter LL befindet sich ein Gleichrichter 7, zweckmäßig in Graetzschaltung. Die Sekundärseite des Gleichrichters speist ein überwachungsrelais US, .dessen Ruhekontakt 8 das Re-Iais RH für das in :den Hauptleitern R, S, T liegende Schütz 4 schaltet. Das Überwachungsrelais enthält außer dem Ruhekontakt 8 noch einen Arbeitskontakt 9, der beim Ansprechen des Überwachungsrelais eine Selbsthaltung ,des Relais bewirkt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The secondary windings of a three-phase main transformer are denoted by i, which feeds a sloping line 3 via a feed cable 2. The Schrämleitung 3 is through a contactor q. can be switched on and off. The Schrämleitung also contains the Main conductors R, S, T a protective conductor SL and a monitoring conductor TL. Preferably the monitoring conductor is formed by a conductive rubber sleeve in which: insulates the protective conductor is arranged. A line monitor is used to monitor the Schräm line 5. This contains an auxiliary transformer 6, which generates a small alternating voltage (24V) between the protective conductor SZ and the monitoring conductor TL. In series with breath Monitoring conductor LL is a rectifier 7, expediently in Graetz circuit. The secondary side of the rectifier feeds a monitoring relay US, its normally closed contact 8 the relay RH for the contactor 4 in: the main conductors R, S, T switches. In addition to the normally closed contact 8, the monitoring relay also contains a normally open contact 9, which causes the relay to hold itself when the monitoring relay responds.

Die Zeichnung zeigt die Schaltung mit eingeschaltetem Schütz 4. Tritt eine Beschädigung der Schrämleitüng ein, derart, .daß ein Stromschluß zwischen dem Schutzleiter und dem Überwachungsleiter entsteht,* so fließt von der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 6 über ,den Gleichrichter 7 und den Überwachungsleiter TL zur Schadenstelle und von dort über .den Schutzleiter SL zur Sekundärwicklung .des Hilfstransformators ein Strom. Dadurch wird das Überwachungsrelais US zum Ansprechen gebracht. Durch Öffnen des Ruhekontaktes 8 wird das Relais RH stromlos, wodurch das Schütz 4 ,die Schrämleitung 3 abschaltet. Beim -Ansprechen des Überwachungsrelais wurde zugleich der Arbeitskontakt 9 geschlossen. Hierdurch tritt eine Selbsthaltung des Überwachungsrelais US ein.The drawing shows the circuit with the contactor 4 switched on Damage point and from there a current via .the protective conductor SL to the secondary winding .of the auxiliary transformer. This causes the US monitoring relay to respond. By opening the normally closed contact 8, the relay RH is de-energized, whereby the contactor 4, the Schrämleitung 3 switches off. When the monitoring relay responded, normally open contact 9 was closed at the same time. This causes the US monitoring relay to hold itself.

Tritt an der Schrämleitung 3 ein Fehler an der Isolation eines der Hauptleiter ein, der ebenfalls bei Beschädigungen der Schrämleitung entstehen kann, so spricht der Leitungswächter 5 in der bisher beschriebenen Art noch nicht auf :diesen Fehler an. Ein solcher Fehler kann zu einer erheblichen Störung des Betriebes sich auswirken, wenn er an zwei Häuptleitern gleichzeitig auftritt. In diesem Fall kann ein Ausbrennen der Schrämleitung stattfinden. Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäß das Schutzleitersystem SL der Schrämleitung 3 über einen festen Widerstand io mit dem Sternpunkt des Haupttransformators i verbunden. Sobald ein Fehler an der Isolation eines der Hauptleiten auftritt, fließt von dem Hauptleiter über die Schadenstelle, den Überwachungsleiter TL, den Gleichrichter 7, die Sekundärseite des Hilfstransformators 6, :den Schutzleiter SZ, den Widerstand io zu dem Sternpunkt des Haupttransformators i ein Strom. Der am Sternpunkt ,des Haupttransformators befindliche Widerstand io wirdzweekmäßig so hoch bemessen, daß der über die Schadenstelle fließende Strom gerade noch ausreicht, um über ,den Gleichrichter 7 das Überwachungsrelais US zum Ansprechen zu bringen. Beim Ansprechen des Überwachungsrelais schaltet der Ruhekontakt 8 :den Stromkreis für das Relais RH,des Schützes 4 aus, wodurch das Schütz die Schrämleitung abschaltet. Auch in diesem Fall wird das Überwachungsrelais US durch .den Arbeitskontakt 9 in der Selbsthaltestellun,g gehalten. Um feststellen zu können, ob die Störung, die das Abschalten der Schrämleitung verursachte, vorübergehender Art war, dient eine Prüftaste i i auf der Primär- oder Sekundärseite des Hilfstransformators 6. Wird die Prüftaste gedrückt, so hört die Selbsthaltung ,des Überwachungsrelais US auf. Beim Loslassen der Prüftaste schaltet sofort ,das Schütz 4 wieder ein. Be steht der Feler in der Schrämleitung noch, so schaltet,das Schütz 4 wieder aus, wobei die Selbsthaltung des Überwachungsrelais eintritt.If a fault occurs in the insulation of one of the main conductors on the inclined line 3, which can also occur if the inclined line is damaged, the line monitor 5 does not yet respond to this error in the manner described above. Such an error can have a significant impact on operations if it occurs on two chief executives at the same time. In this case, the inclined pipe can burn out. In order to prevent this, the protective conductor system SL of the sloping line 3 is connected to the star point of the main transformer i via a fixed resistor io. As soon as a fault occurs in the insulation of one of the main lines, a current flows from the main conductor via the damaged area, the monitoring conductor TL, the rectifier 7, the secondary side of the auxiliary transformer 6,: the protective conductor SZ, the resistor io to the star point of the main transformer i. The resistance io located at the star point of the main transformer is dimensioned so high that the current flowing through the damaged area is just sufficient to make the monitoring relay US respond via the rectifier 7. When the monitoring relay responds, the normally closed contact 8: switches off the circuit for relay RH, of contactor 4, whereby the contactor switches off the Schrämleitung. In this case, too, the monitoring relay US is held in the self-holding position by the normally open contact 9. In order to determine if the problem that caused the shutdown of Schrämleitung was temporary, a test button is used ii on the primary or secondary side of the auxiliary transformer 6. If the test button is pressed, the self-hold, the monitoring relay US stops. When the test button is released, contactor 4 switches on again. If the Feler is still in the Schrämleitung, then the contactor 4 switches off again, whereby the self-holding of the monitoring relay occurs.

Die Schutzschaltung gemäß der Erfindung hat den Vorzug, daß sie bereits wirksam wird, bevor ein Isolationsfehler an zwei Hauptleitern und damit ein Stromschluß zwischen den Hauptleitern eintritt. Sie spricht schon an, wenn ein Isolationsfehlen nur -an einem der Hauptleiter entsteht. Auf diese Weise wird vorzeitig ein Kurzschluß zwischen den Hauptleitern infolge Isolationsfehler ausgeschlossen.The protection circuit according to the invention has the advantage that it already takes effect before an insulation fault on two main conductors and thus a power short enters between the main conductors. She already speaks when there is a lack of isolation only -on one of the main ladder arises. This way a short circuit prematurely occurs excluded between the main conductors due to insulation faults.

Claims (5)

PATENTANSPRüCIIE: i. Schutzschaltung mit einem aus Schutzleiter und Überwachungsleiter bestehenden Schutzleitersystem für Kabel bzw. Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben, bei der zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiter eine niedrige Wechselspannung liegt, die beim Auftreten eines Stromschlusses zwischen Überwachungs- und Schutzleiter über ein Relais ein in den Hauptleitern ,des Kabels bzw. der Leitung liegendes Schütz zum Ansprechen bringt, dadurch gekennzeichnet, ,daß das Schutzleiter-System (SL) mit dem Sternpunkt des Hauptleitersystems (R, S, T) über einen Widerstand (io) von solcher Größe verbunden ist, daß beim Auftreten eines Stromschlusses zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter ,der über (den Widerstand und die Schadenstelle fließende Strom mit Hilfe des gleichen Relais (US) :das Schütz (¢) der Hauptleiter auslöst. PATENT CLAIM: i. Protective circuit with a protective conductor and Monitoring conductor existing protective conductor system for cables or lines in explosive or companies at risk of firedamp, in particular mining companies, at the between Protective conductor and monitoring conductor have a low alternating voltage, which is the Occurrence of a current connection between the monitoring and protective conductors via a Relay a contactor located in the main conductors, the cable or the line to the Bring response, characterized in that the protective conductor system (SL) with the star point of the main conductor system (R, S, T) via a resistor (io) of such Size is connected that when a short circuit occurs between one of the Main conductor and the supervisory conductor, who over (the resistance and the damaged area flowing current using the same relay (US): the contactor (¢) the main conductor triggers. 2. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (io) so hoch bemessen ist, (daß der vom Hauptleiter über die Schadenstelle fließende Strom gerade noch ausreicht, um das Ausläsen des Schützes (4) zu bewirken. 2. Protection circuit according to claim i, characterized in that the resistor (io) is so high that (that of the main conductor about the damaged area The current flowing is just enough to cause the contactor (4) to be blown out. 3. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Schützes (4.) ein Überwachungsrelais (ÜS) dient, das von der Sekundärseite eines Gleichrichters (7) gespeist ist, der in Reihe mit dem Überwachungsleiter (ÜL) liegt. 3. Protection circuit according to claim i, characterized in that for controlling the Contactor (4.) a monitoring relay (ÜS) is used, which is from the secondary side of a Rectifier (7) is fed, which is in series with the monitoring conductor (ÜL). Schutzschaltung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Steuern des Schützes (4.) dienende Überwachungsrelais (ÜS) beim Ansprechen eine Selbsthaltestellung einnimmt. Protective circuit according to Claims i and 3, characterized in that the for controlling of the contactor (4.) serving monitoring relay (ÜS) when responding a self-holding position occupies. 5. Schutzschaltung nach Anspruch 1, 3 und .4, gekennzeichnet durch eine Prüftaste (i i), die zum Lösen der Sel,bst'haltestellung des überwachungsrelais (ÜS) dient. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 487 88o, 706 54.0; Zeitschrift »Glückauf«, 1939, S. ISI.5. Protection circuit according to claim 1, 3 and .4, characterized by a test button (ii) which is used to release the Sel, bst'halteststellung of the monitoring relay (ÜS). Cited publications: German Patent Specifications No. 487 88o, 706 54.0; "Glückauf" magazine, 1939, S. ISI.
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Cited By (3)

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