DE898029C

DE898029C - Schutzschaltung fuer Kabel und Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefaehrdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben

Info

Publication number: DE898029C
Application number: DES1250A
Authority: DE
Inventors: Kurt Wulsten
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1950-01-10
Filing date: 1950-01-10
Publication date: 1953-11-26

Description

Schutzschaltung für Kabel und Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben Zusatz zum Patent 888718 In dem Patent 888 718 ist eine Schutzschaltung für elektrische Kabel und Leitungen in explosions-bzw- schlagwettergefährdeten Betriebzn, inisbesondere Bergbaubetrieben, angegeben, die bei mechanischen Beschädigungen des Kabels bzw. der Leitung diese sofort abschaltet. Die Schutzschaltung hat ein Schutzleitersystem, das aus einem Schutzleiter und einem Überwachungsleiter besteht. Zwischen Schutzleiter und Überwachungsleiber befindet sich eine kleine Wechselspannung. Tritt bei einer mechanischen Beschädigung des Kabels bzw. der Leitung ein Stromschluß zwischen dem Schutz-und Überwachungsleiter auf, so wird durch diesen Stromschluß über ein Relais ein in dem Hauptleitersystem liegendes Schaltschütz - ausgeschaltet. Die Schutzschaltung des Hauptpatentes gestattet auch einen Schutz, wenn ein Fehler an der Isolation zwischen Hauptleiter und dem Überwachungsleiter auftritt. Zu diesem Zweck ist das Schutzleitersystem unmittelbar oder über Erde mit dem Sternpunkt des Hauptleitersystems über einen Widerstand von solcher Größe verbunden, 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 dem Hauptleitersystem liegende Schaltschütz auslöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer solchen Schutzschaltung der zum Ausläsen des Schaltschützes dienende Widerstand eine dauernde Überwachung des Isolationswiderstandes der Anlage äußerst erschwert. Die Schwierigkeiten, die in der gleichzeitigen Anwendung einer Überwachung der Anlage auf ihren Isolationswitderstand bei einer mit der Schutzschaltung des Patentes 888 718 versehenen ,Anlage entstehen, werden durch die Erfindung überwunden. Erfindungsgemäß wird eine Meße@inrichtung vorgesehen, die den Isolationswiderstand der Anlage dauernd überwacht und den zwischen Sternpunkt und Schutzleitersystem befindlichen, zum Auslösen des Schützes des Hauptlelitersystems dienenden Widerstand erst dann einschaltet, wenn der Isolationswiderstand der Anlage einen bestimmten Wert unterschreitet. Solange sich der Isolationswiderstand der Anlage oberhalb eines bestimmten Wertes befindet, ist der zwischen denn Sternpunkt und dem Schutzleitersvstem befindliche Widerstand ausgeschaltet. Der Widerstand ist bei ordnungsgemäßem Isolationswiderstand der Anlage nicht erforderlich. Es kann also laufend der Isolationswert der Anlage überwacht werden. Sobald der Isolationswiderstand der Anlage den bestimmten Wert unterschreitet, erfolgt die Einschaltung des Widerstandes. Diese Einschaltung findet nicht nur statt, wenn sich der Isolationswiderstand der Anlage langsam verschlechtert, sondern auch, wenn plötzlich bei einer Beschädigung des Kabels bzw. der Leitung ein Stromschluß zwischen dem Hauptleiter und dem Überwachungsleiter stattfindet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit -i sind die Sekundärwicklungen eines dreiphasigen Haupttransformators bezeichnet, der über ein Zuführungskabe1 a eine Schrämleitung 3 speist. Die Schrämleitung 3 ist durch ein Schütz 4. ein- und ausschaltbar. Die Schrämleitung enthält außer den Hauptleitern R, S, T einen Schutzleiter SL und einen Überwachungsleiter ÜL. Vorzugsweise ist der Überwachungsleiter von einer leitenden Gummihülle gebildet, in der isoliert der Schutzleiter angeordnet ist. Zur Überwachung -der Schrämleitung dient ein Leitungswächter 5. Dieser enthält einen Hilfstransformator 6, der eine kleine Wechselspanneng (24 V) zwischen den Schutzleiter SL und den Überwachungsleiter UL legt. In Reihe mit dem Überwachungsleiter ÜL befindet sich ein Gleichrichter 7, zweckmäßig in Graetzs haltung. Die Sekundärseite des Gleichrichters speist ein Überwachungsrelais US, dessen Ruhekontakt 8 das Relais RH für das in den Hauptleitern R, S, T liegende Schütz 4 schaltet. Das Überwachungsrelais enthält außer dem Ruhekontakt noch einen Arbeitskontakt 9, der beim Ansprechen des Überwachungsrelais eine Selbsthaltung des Relais bewirkt.
Zwischen dem Sternpunkt des HaupttnanGformators i und dem Schutzleitersystem SL befindet sich erfindungsgemäß eine Meßeinrichtung i r, die den Isolations"wid erstand der Hauptleiter R, S, T der Schrämleitung gegenüber dem überwachungsleiter ÜL überwacht. Diese Meßeinrichtung kann eine Skala enthalten, an der laufend der augenblickliche Isolationswert das Isolationswiderstanden ablesbar ist. Die tMeßeinrichtung ist mit einem Relais iz versehen, das in dem Aus-! führungsbeispiel in Reihe mit der Meßeinrichfung angeordnet ist. Das Relais besitzt außer einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kontakt, der zum Einschalten einer Alarmeinrichtung dient, einen in der Zeichnung wiedergegebenen weiteren Kontakt 13. Durch diesen Kontakt 13 wird zwischen dem Sternpunkt des Haupttransformators i und dem Schutzleitersystem ein Widerstand io parallel zur Meßeinrichtung eingeschaltet. In dem Ausführungsbeispiel wird der Widerstand io durch .den Kontakt 13 vor dem Relais 1a, also zwischen der MeBe@inridhtung ii und dem Relais iangeschaltet. Statt dessen kann auch die Anschaltung des Widerstands hinter dem Relais erfolgen. In diesem Fall müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um ein Pumpen des Relais 1z zu verhindern.
Die Wirkungsweise der Schutzschaltung gemäß 'der Erfindung ist folgende: Die Meßeinrichtu.ng überwacht laufend den Isolationswiderstand der Anlage, insbesondere den Isolationswiderstand der Hauptleiter R, S, T gegenüber dem Überwachungsleiter ÜUL. Wird der Isolationswiderstand kleiner, so wird eine Grenze erreicht, bei der das Relais ti2 zum Ansprechen kommt. Beispielsweise kann dies bei einem Isolationswiderstand von 5o ooo Ohm erfolgen. Beim Ansprechen des Relais ia wird nicht nur die nicht gezeichnete Alarmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt, sondern auch der Widerstand io zwischen dem Sternpunkt des Haupttransformators i und dem Schutzleitersystem SL eingeschaltet. Dieser Widerstand, der beispielsweise nicht größer als iio ooo Ohm sein soll, verhindert zwar jetzt eine weitere Überwachung des Isolationswiderstandes der Anlage. Diese Überwachung ist jedoch auch hinfällig, da der Isdlations-wnderstand der Anlage einen kritischen Wert, z. B. 5o ooo Ohm, unterschritten hat.
Durch das Einschalten des Widerstandes io ist jetzt die Schutzschaltung imstande, auf eine Störung anzusprechen, wenn an der Isolation eines der Hauptleiter gegenüber dem Überwachungsleiter OL ein Fehler auftritt. In, diesem Falle fließt von dem Hauptleiter über die Schadenstelle, den Überwachungsleiter ÜL, .den Gleichrichter 7, die Sekundärseite .des Hilfstransformators 6, den Widerstand io zu dem Sternpunkt .des Haupttransformators i ein Strom. Der an dem Sternpunkt des Haupttransformators befindliche Widerstand io kann jetzt so klein sein, daß .der über die Schadenstelle fließende Strom mit Sicherheit ausreicht, um über den Gleichrichter 7 das Ü.berwrachungsrelais 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 Schräm-Leitung abschaltet. Durch den Arbeitskontakt 9 wird das Überwachungsrelais US in der Selbatzaltestellung gehalten.
Tritt eine Beschädigung der Schrämleitung derirt ein, daß ein Stromsdhluß zwischen dem Schutz- Leiter SZ und dem Überwachungsleiter UL entsteht, so fließt von der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 6 über .den Gleichrichter 7 und den Überwachungsleiter ÜL zur Schadenstelle und von dort über den Schutzleiter SL zur Se'kundärwicklung des Hilfstransformators ein Strom. Dadurch wird .das Überwachungsrelais ÜS zum Ansprechen gebracht. Durch Öffnen des Ruhekontaktes 8 wird das Relais RH stromlos, wodurch das Schütz 4 die Schrämleitung 3 abschaltet. Beim Ansprechen des Merwachungsrelais wurde zugleich der Arbeitskontakt g geschlossen. Hierdurch tritt eine Selbsthaltung :des Überwachungsrelais US e-in.
Die Schutzschaltung gemäß der Erfindung hat den Vorzug, .daß sie nicht nur einwandfrei anspricht, wenn Isolationsfehler zwischen den Hauptleitern bzw. zwischen einem der Hauptleiter und dem Überwachungsleiter bzw. zwischen dem Schutzleiter und dem Überwachungsleiter auftreten, sondern auch eine laufende überwachung des Isolationswertes der Anlage gestattet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Schutzschaltung für Kabel oder Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefährdeten Betrieben, insbesondere Bergbaubetrieben, in :denen ein Schutzleitersvstem mit dem Sternpunkt des Hauptleitersystems über einen Widerstand verbunden ist, über den bei Stromschluß zwischen dem Hauptleiter und dem überwachungsleiter ein Strom zum Auslösen eines das Hauptleitersystem schaltenden Schützes fließt nach Patent 888718, gekennzeichnet durch eine Meße-inrichtung (I i), die den Isolationswiderstand der Anlage dauernd Überwacht und den zwischen Sternpunkt des Hauptleitersystems (R, S, T) und Schutzleitersystem (SL) befindlichen, zum Auslösen des Schützes (4) des Hauptleitersystems dienenden Widerstand (io) erst dann einschaltet, wenn der Isolationswiderstand der Anlage einen bestimmten Wert unterschreitet.
2. Schutzschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (ii) für den Isolationswiderstand der Anlage sich zwischen dem Sternpunkt des Hauptleitersystems (R, S, T) und dem Schutzleiter (SZ) befindet und den zum Auslösen des SchaltschÜtzes (4) .des Hauptleitersystems dienenden Widerstand (io) parallel zur Meßei:nrichtung (i i) schaltet.
3. Schutzschaltung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Sternpunkt des I3auptleitersystems (R, S, T) und dem Schutzleiter (ST) befindliche, zum Auslösen des Schaltschützes (4) des Hauptleitersystems dienende Widerstand (io) beim Absinken des Isolationswiderstandes der Anlage vor oder hinter dem Relais (i2) der Meßeinrichtung (ri) an dieses angeschaltet wird.