DE933349C - Schutzschaltung, insbesondere fuer Untertagebetriebe - Google Patents

Description

Durch das Patent 930 879 ist eine Schutzschaltung vorgeschlagen worden, bei welcher zusätzliche Ädern, die in der Leitung den eigentlichen Speiseadern für die Verbraucher benachbart angeordnet sind, außer für die Zwecke der Überwachung auch für das Geben von Steuerkommandos ausgenutzt werden und am Anfang und Ende der Adern der zu überwachenden Leitung bzw. Lei tungs strecke je eine Gleichspannungsquelle von gegenüber der anderen verschiedenem Spannungswert vorgesehen ist für die Speisung einer Meßeinrichtung mit stromrichtungsabhängigem Ansprechorgan, wobei die stromrichtungsabhängige Steuerwirkung erreicht wird durch die Gegeneinanderschaltung der Spannungsquellen von verschieden hohem Spannungswert. Im Zusammenhang mit einer solchen Anordnung ist in dem Hauptpatent vorgeschlagen worden, an dem Ende der Leitung als Steuerspannungsquelle eine elektrische Speichereinrichtung vorzusehen, die durch die Spannungsquelle am Anfang der Leitung in einer bestimmten Schaltung aufgeladen! und dann durch Vornahme einer Umschaltung auf einen erhöhten Spannungswert für eine Steuerwirkung entladen wird. Für diese Zwecke ist eine Kondensatorbatterie benutzt worden. Dieser elektrische Energiespeicher ist seinem Wesen nach nur geeignet, über einen sehr kurzen Zeitraum elektrische Energie zu liefern. Es bedarf daher besonderer Einrichtungen, daß nach dem Geben eines Kommandos unter Be-

nutzung der Energie dieses Speichers das gegebene Kommando aufrechterhalten wird und trotzdem die Einrichtung wieder für Überwachungs- und Steuerzwecke mittels der am Anfang der zu überwachenden Leitung vorgesehenen Spannungsquelle, welche für die dauernde Lieferung elektrischer Energie geeignet ist, ausgenutzt werden kann. Erfindungsgemäß erweist es sich als vorteilhafter für die Wirkung einer solchen Einrichtung, wenn außer ίο der elektrischen. Energiespeichereinrichtung am Ende der Leitung auch noch für die stromabhängige Steuerung in der anderen Richtung eine besondere elektrische Energiequelle vorgesehen wird, welche geeignet ist, dauernd elektrische Energie zu liefern. Bei einer solchen Anordnung liegen also dann am Anfang und am Ende der zu überwachenden Leitung an den für die Überwachung und für Steuerzwecke benutzten Adern je eine Spannungsquelle, die für die dauernde Lieferung elektrischer Energie geeignet ist, wobei die am Ende der Leitung vorgesehene vorzugsweise einen höheren Spannungswert aufweist als die am Anfang der zu überwachenden Leitung vorgesehene. Tritt jetzt in einer solchen Anordnung ein äußerer Fehler auf zwischen dem Überwachungsleiter und dem Schutzleiter, so ergibt sich, daß jede der beiden genannten Spannungsquellen je einen Stromanteil über die Fehlerstelle liefert. Dieser Summenstrom über die Fehlerstelle kann dabei aber gegebenenfalls einen solchen Wert erreichen, der nicht mehr unterhalb der Stromgrenze liegt, die als Grenzwert einzuhalten ist, damit in der Anlage durch das Auftreten eines äußeren Fehlers, gegebenenfalls in den explosionsgefährdeten Räumen, keine zündfähigen Funken auftreten können.

Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung eines solchen Mangels die Anordnung derart getroffen, daß die Spannungsquelle am Anfang der zu überwachenden Leitung lediglich benutzt wird für die Aufladung der elektrischen Energiespeicherquelle am Ende der Leitung und gegebenenfalls noch für eine Selbsthaltung bzw. Aufrechterhaltung des Kommandos, welches in der Anlage gegeben worden ist durch einen Steuervorgang, der durch eine Entladung der Energiespeicherquelle: am Ende der Leitung vorgenommen wurde. Sobald also das Kommando· über die elektrische Energiespeicherquelle gegeben worden ist, wird erfindungsgemäß die Spannungsquelle am Anfang der zu überwachendenLeitung von den zusätzlichenAdern der Leitung abgeschaltet. Nunmehr kann für planmäßige Steuerzwecke oder auch für Überwachungszwecke nur noch die Spannungsquelle am Ende der zu überwachenden Leitung mit ihrer vorgegebenen Spannung für die Bildung eines bestimmten maximalen Strom wertes bei den durch die Anlage vorgegebenen Verhältnissen wirksam werdem. Diese erfindungsgemäß benutzbare Anordnung hat noch den weiteren Vorzug, daß für die Steuerwirkung nunmehr nicht nur die Differenz der Spannungswerte der Spannungsquellen am Anfang und am Ende der beiden Leitungen wirksam wird, sondern nunmehr der Absolutwert der Spannungsquelle am Ende der Leitung nutzbar gemacht wird.

Für eine gute Wirkung einer erfindungsgemäßen Anordnung hat es sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, daß die von den Spannungsquellen, die für die dauernde Lieferung elektrischer Energie bestimmt sind, gelieferten Gleichspannungen mögliehst gut geglättet sind, denn es hat sich gezeigt, daß gepolte Relais gegenüber einer Speisung mit einer welligen Gleichspannung sehr empfindlich sind und schlecht halten.

Erfindungsgemäß wird daher für jede der Gleichspannungsquellen eine entsprechende Glättungsanordnung vorgesehen. Wegen des grundsätzlichen Aufbaues einer erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich in dieser Hinsicht eine Vereinfachung treffen, indem der elektrische Energiespeicher, der am Ende der zu überwachenden Leitung für Steuerzwecke vorgesehen ist, unmittelbar für die Zwecke einer Glättung der Gleichspannung herangezogen wird, die von der am Ende der Leitung vorgesehenen mit der Einschaltung der Verbraucherleitung wirksam werdenden elektrischen Energiequelle geliefert wird.

Es ist bereits weiter oben darauf hingewiesen worden, daß ein polarisiertes Relais einwandfrei eine Schaltstellung nur dann einnimmt, wenn es über eine ausreichende Glättungseinrichtung der Spannungsquelle am Ende der Leitung gesteuert wird. Wird nämlich diese Glättungseinrichtung der am Ende der Leitung vorgesehenen Spannungsquelle abgeschaltet, so bedeutet das unmittelbar eine Steuerung des polarisierten Relais im Sinne seiner Abschaltung. Da aber an sich für die elektrische Speichereinrichtung am Ende der Leitung eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, um sie für eine Steuerwirkung durch ihre Entladung auszunutzen, kann diese Schalteinrichtung erfindungsgemäß nicht nur für diese Steuerzwecke, sondern unmittelbar auch für die Herbeiführung einer Steuerung in dem entgegengesetzten Sinne unmittelbar ausgenutzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung veranschaulicht die Figur der Zeichnung. In dieser bezeichnen 1, 2, 3 die Speiseleitungen eines Dreiphasensystems, von welchem über den Transformator 4 und die Leitungen 5, 6, 7 so- no wie das Schütz 8 die Speiseleitungen 9, 10, 11 für den Verbraucher 12 mit elektrischer Leistung beschickt werden. An den Leitungen 6 und 7 ist ein Transformator 13 angeschlossen für die Speisung der Gleichrichteranordnungen 14 und 15. Am Ende der zu überwachenden Leitung ist an die Hauptleiter 10 und 11 ein Transformator 16 angeschlossen für die Speisung der Gleichrichteranordnung 17. Gleichstromsei tig liegen an den Gleichrichteranordnungen der Überwachungsleiter 18 und der Schutzleiter 19. Im Zuge des Überwachungsleiters 18 liegen zwei B egrenzungswiderstände 20 und 21 sowie das gepolte Relais 22, dessen Schaltorgan mit 22^a bezeichnet ist und mit ruhenden Gegenkontakten 22^& und 22^C zusammenarbeitet. Der Gleichrichteranordnung 14 ist für Glättungs-

zwecke der Kondensator 23 zugeordnet. Wie an den Ventilen der Gleichrichteranordnungen 14 und 17 zu erkennen ist, liefern die beiden Gleichrichteranordnungen gegeneinandergerichtete Gleichspannungen, die bei dem Ausführungsbeispiel vorzugsweise gleichen Wert haben können. An den Überwachungsleiter 18 und den Schutzleiter 19 sind über die beiden Leitungen 24 und 25 die Kondensatoren 27 und 28 und der Druckknopfschalter 26 angeschlossen, wobei in dieLeitung25 noch ein Schutzwiderstand 29 eingeschaltet ist. Je nachdem, ob sich der Druckknopfschalter in der rechten oder der linken Endschaltstellung befindet, sind die Kondensatoren in Reihe geschaltet oder zueinander parallel geschaltet. Das gepolte Relais 22 dient zur Steuerung des Hilfsrelais 30. Dieses ist mit Schaltkontakten 30° und 3ο⁶ versehen. Über den Schaltkontakt 3θ^δ wird die Gleichspannungsquelle 14 geschaltet. Über das Schaltorgan 30° wird die Speisung der Spule 8° des Schützes 8 gesteuert. Die Gleichrichteranordnung 15 liefert die Spannung für den Steuerkreis des Relais 30, welches durch das Schaltorgan des polarisierten Relais 22 gesteuert wird.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende. Mit der Einschaltung der Speiseleitungen 1, 2, 3 bzw. des Transformators 4 liegen die Gleichrichteranordnungen 14 und 15 über den Transformator 13 an Spannung. Hierdurch werden die Leitungen zu der elektrischen Energiespeichereinrichtung aus den beiden Kondensatoren 27 und 28 gespeist. Wird der Schalter 26 aus der dargestellten rechten Stellung, in welcher die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind, in die linke Endstellung gebracht, so werden dabei die Kondensatoren parallel geschaltet und bei der selbsttätigen Rückführung des Druckknopf schalters in die rechte Endschaltstellung in Reihe geschaltet, wodurch auf das Leitungssystem aus dem Überwachungsleiter 18 und dem Schutzleiter 19 eine elektrische Energie mit praktisch dem doppelten Spannungswert der Gleichspannungsquelle 14 gegeben und dadurch eine Steuerung des gepolten Relais 22 für die linke Schaltstellung seines Steuerorgans 22⁰ gegeben wird. Sobald das Schaltorgan 22^s auf 22⁶ geschaltet ist, ist der Steuerkreis für die Wicklung des Relais 30 von der Gleichspannungsquelle 15 gespeist, und das Relais schaltet ein. Seine obere Schaltbrücke schaltet die Speisung der Schützspule 8^a ein, die unmittelbar von der zwischen den Leitungen 6 und 7 bestehenden Hauptspannung gespeist ist. Die untere Schaltbrücke 3ο⁶ schaltet die Gleichrichteranordnung 14 ab. Mit dem Einlegen des Schützes 8 werden die Verbraucherleitungen 9 bis 11 eingeschaltet. Hierdurch wird die Gleichrichteranordnung 17 an Spannung gelegt über den Transformator 16. Nunmehr ist das Überwachungsleitersystem, bestehend aus dem Überwachungsleiter 18 und dem Schutzleiter 19, über die Gleichspannungsquelle 17 mit Gleichspannung beschickt. Parallel zu dieser Gleichspannungsquelle 17 liegen die beiden Kondensatoren 27 und 28 in Reihenschaltung nunmehr als Glättungskondensatoren. Tritt ein äußerer Fehler auf, sei es in Form einer Unterbrechung eines der Leitungszüge 18 und 19 oder inForm eines Schlusses zwischen beiden Leitungen, so fällt die Speisung aus in dem Stromkreis des gepolten Relais 22, der von der Gleichspannungsquelle 17 über das gepolte Relais und den Widerstand 31 verläuft, und das polarisierte Relais fällt selbsttätig ab. Hierdurch wird die Speisung des Relais 30 unterbrochen und, wie ohne weiteres zu übersehen ist, fällt dann das Schütz 8 ebenfalls ab. Nunmehr muß die Anlage erst wieder durch ein neues Kommando vorbereitet werden. Dieses Kommando kann aber erst gegeben werden, wenn der Schaden behoben ist, denn vorher ist eine Aufladung des elektrischen Energiespeichers in Form der Kondensatoren 27 und 28 nicht möglich.

Zweckmäßig wird der Schalter 26 derart ausgebildet, daß er außer den beiden Endstellungen noch eine Zwischenstellung aufweist, wie es durch die strichpunktierten Linien für die Schaltorgane angedeutet ist. Diese Zwischenstellung kann beispielsweise gewonnen werden durch ein Rastensystem für diese Mittelstellung. Beim Drücken des Druckknopfes läßt sich also z. B. der Schalter zunächst nur bis in die Mittelstellung überführen, wonach es gegebenenfalls einer gesteigerten Kraft bedarf, um den Schalter weiter in die rechte Endstellung überzuführen. Die Anordnung läßt sich aber auch z. B. derart treffen, daß, nachdem der Schalter in, die Mittelstellung gebracht worden ist, es einer bestimmten Verstellung des Betätigungsgriffes, z. B. einer Drehbewegung, bedarf, damit der Schalter weiter in die rechte Endstellung übergeführt werden kann. Diese Mittelstellung ist nun erfindungsgemäß Steuerstelle. Werden nämlich die Schaltorgane aus der rechten Endstellung, in welcher die Kondensatoren als Glättungskondensatoren wirksam sind, in die Mittelstellung gebracht, wobei sie also nicht als Schaltbrücken wirken, so sind die Glättungskondensatoren abgeschaltet, und die Gleichspannungsquelle: 17 liefert dann nur eine wellige Gleichspannung, die aber nicht mehr in der Lage ist, das gepolte Relais in seiner angezogenen Stellung zu halten.

32 bezeichnet einen Begrenzungswiderstand und ein Ventil oder eine Gleichspannungsquelle eigener EMK in der Leitung zwischen Schutzleiter und Sternpunkt der Sekundärwicklung des Transformators für das Überwachungssystem der Anordnung auf innere Fehler, d. h. einen entstehender! Schluß zwischen einem Verbraucherspeiseleiter und dem Schutz- oder Überwachungsleiter, wobei das Überwachungsorgan des Systems ebenfalls, unmittelbar durch das gepolte Relais gebildet wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Schutzschaltung, insbesondere für Untertagebetriebe, wobei in der Leitung neben den Verbraucheradern zusätzliche Adern fürSteuer- und Überwachungszwecke und am Anfang und Ende dieser Adern je eine Spannungsquelle für die Herbeiführung zweier verschiedener Steuer-

   Wirkungen bei kommandomäßiger oder überwachungsmäßiger Steuerung vorgesehen sind, nach Patent 930 879, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung einer dauernd für die Lieferung elektrischer Energie geeigneten Spannungsquelle am Anfang der Leitung und einer von dieser aufgeladenen elektrischen Energiespeichereinrichtung für Steuerzwecke am anderen Ende der Leitung an diesem Ende zusätzlich eine dauernd für die Lieferung elektrischer Energie geeignete Spannungsquelle vorgesehen ist, welche mit der Einschaltung der zu überwachenden Verbraucherleitung wirksam wird, und praktisch gleichzeitig die elektrische Spannungsquelle am Anfang des Leitungszuges abgeschaltet wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für dauernde Lieferung elektrischer Energie geeigneten Gleichrichteranordnungen mit Glättungsmitteln beschaltet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel für die Glättung der Spannung der am Ende der Leitung benutzten Gleichrichteranordnung die Kondensatoren der elektrischen Energiespeichereinrichtung benutzt oder herangezogen sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schalten der Kondensatoren der elektrischen Energiespeicheranordniung derart eingerichtet ist, daß sie die Kondensatoren dieser Einrichtung als Glättungsmittel von der Gleichrichteranordnung am Ende der Leitung abschaltet, damit diese nur eine ungeglättete Spannung liefert für eine Steuerwirkung.

   Hierzu. 1 Blatt Zeichnungen

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