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Selektivschutzeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Selektivschutzeinrichtung
zur Ermittlung und Abschaltung von gestörten Leitungsstrecken innerhalb sehr kurzer
Zeit, die auf Augenblickswerte des Widerstandes der überwachten Leitungsstrecke
oder auf zusammenwirkende Augenblickswerte von Strom und Spannung dieser Strecke
anspricht. Eine bisher bekanntgewordene Schutzeinrichtung dieser Art weist ein Röhrenmeßgerät
zum Vergleich der Augenblickswerte von zusammengehörigen Strom- und Spannungsanteilen
auf. Bei dieser Einrichtung besteht jedoch die Gefahr, daß sich die verschiedenen
Meßgrößen im Sinne einer Verfälschung des Meßergebnisses gegenseitig beeinflussen,
und außerdem spricht diese bekanntgewordene Einrichtung schon auf einzelne Spannungs-
und Stromspitzen an, was insofern nachteilig ist, als derartige Unregelmäßigkeiten
im Strom- und Spannungsverlauf nicht in jedem Fall Störungen als Ursache haben müssen,
sondern auch durch Zu- und Abschaltungen auftreten können. Zur Vermeidung dieser
Nachteile enthält die neue Selektivschutzeinrichtung als Meßgerät ein Drehspulmeßgerät
oder ein dynamometrisches Meßgerät, welches eine die Schalt- oder Schutzeinrichtung
auslösende Entladungsröhre durch eine in deren Steuerkreis angeordnete Fotozelle
steuert. Durch diese Ausbildung des Meßgerätes wird also der Vorteil erzielt, daß
die verschiedenen
Meßgrößen getrennt zur Einwirkung gebracht werden
können und somit eine gegenseitige Beeinflussung entfällt und -daß ferner die einzelnen
Strom- oder Spannungsspitzen nicht berücksichtigt werden, weil die verwendeten Meßgeräte
eine Integration vornehmen. Trotzdem arbeitet die neue Schutzeinrichtung rasch genug,
um rechtzeitig den Fehlervorgang zu erfassen. Ein derartiger Selektivschutz ist
insbesondere in Anlagen verwendbar, in denen im Störungsfall der Widerstand der
Leitungsstrecken, z. B. durch in ihnen liegende selbsttätig ansprechende Widerstandsschalter,
künstlich erhöht wird.
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Die beweglichen Teile des Meßgerätes (Spulenrahmen oder Meßschleifen)
müssen dabei so ausgebildet sein, daß sie den Schwankungen der auf sie ausgeübten
elektromagnetischen Kräfte augenblicklich folgen können. Die Meßeinrichtung steuert
beispielsweise mittels eines bewegten Spiegels einen Lichtstrahl, der über eine
Fotozelle dem Gitterkreis einer im Auslösestromkreis liegenden Entladungsröhre steuert.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung"in denen
einigeAusführungsbeispiele der neuen Einrichtung dargestellt sind, näher erläutert.
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In Fig. i ist die Schaltung der Meßröhre und der Fotozelle gezeigt.
Die Meßröhre r ist eine Gasentladungsröhre und liegt parallel zu einem Widerstand
R1. Über diesen Widerstand fließt durch eine Auslösespule f der zu betätigenden
Schalt- oder Schutzeinrichtung dauernd ein kleiner Strom, dessen Spannungsabfall
in der Auslösespul'e f dem Gitter g der Meßröhre eine negative Vorspannung erteilt.
Zwischen dem Gitter g und dem negativen Ende der Auslösespule fliegt ein Widerstand
R5. Der Widerstand der unbelichteten Fotozelle z, die zusammen mit dem in Reihe
liegenden Widerstand R5 parallel zur Auslösespule f angeordnet ist, ist 'wesentlich
kleiner als der Widerstand R5, wogegen der Widerstand der belichteten Fotozelle
z wesentlich kleiner als dieser Widerstand ist. Unterschreitet nun der zu messende
Widerstand der Leitungsstrecke oder das ihm entsprechende Spannung-Strom-Verhältnis
die zulässige Grenze; so wird ein nicht dargestellter Spiegel derart verstellt,
daß ein auf den Spiegel fallender Lichtstrahl auf die Fotozelle abgelenkt wird.
Die Fotozelle wird dadurch leitend und bringt das im Ruhezustand unter negativer
Vorspannung stehende Gitter g beispielsweise auf Kathodenpotential oder auf ein
anderes zur Zündung der Meßröhre r ausreichendes Potential. Der Anodenstrom der
Meßröhre verstärkt dadurch die Erregung der Auslösespule f so weit, daß die Schalt
oder Schutzeinrichtung in Tätigkeit gesetzt wird. Beim Ansprechen dieser Schalt-
oder Schutzeinrichtung oder beim Öffnen einer anderen den Fehler abtrennenden Schalteinrichtung,
z. B. eines Trennschalters, wird zugleich ein Hilfskontakt i im Anodenkreis
der Meßröhre r geöffnet, so daß die Entladung in der Meßröhre erlischt. Ist das
Verhältnis von Spannung zu Strom kleiner als der für .das Zünden der Meßröhre notwendige
Grenzwert, so bleibt die Meßröhre gesperrt. Der Auslösevorgang wird dadurch auf
die fehlerhafte Leitung beschränkt.
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Der den Lichtstrahl steuernde Spiegel ist mit einer Doppelschleife
oder einem Spulenpaar verbunden. Gemäß Fig. 2 kann dieses Spulenpaar im Feld eines
Dauermagneten NS oder gemäß Fig. 3 im Feld einer Spule n angeordnet sein. Die eine
Schleife oder Spule u der Doppelschleife bzw. des Spulenpaares wird von der Spannung
und die andere Schleife oder Spule i vom- -Leitungsstrom oder einem damit verhältnis-
oder phasengleichen Strom gespeist. Bei der Ausführung gemäß Fig. 2, bei dem ein
Drehspulgerät vorgesehen ist, sind den Spulen i und u Gleichrichter c und
d vorgeschaltet. Bei den dynamometrischen Geräten nach Fig. 3 enthält der
Stromkreis der Spannungsschleife u einen Vorschaltwiderstand R6, während der Stromkreis
der Stromschleife i an einen Stromwandler e angeschlossen ist. In beiden Fällen
übt das Stromglied i ein Drehmoment im auslösenden Sinne, das Spannungsglied u ein
solches im sperrenden Sinne aus. Bei einem bestimmten Verhältnis von Spannung zu
Strom
sind beide Drehmomente im Gleichgewicht. Wird nun -dieses Verhältnis unterschritten,
so kippt der bewegliche Teil entgegen dem Zug- oder Drehmoment einer nicht dargestellten
Feder in eine andere Endlage, wodurch der Spiegel s in eine solche Stellung kommt,
in der er den Lichtstrahl auf die Fotozelle z (Fig. i) ablenkt. Die Kippgrenze wird
beispielsweise in Anlagen mit Zusatzwiderständen so eingestellt, daß das Verhältnis
U zu J dem ein- bis zweifachen Wert des in jeder Leitungsstrecke einzuschaltenden
Zusatzwiderstandes entspricht.
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Sind Spannung und Strom gleichphasig, so ist das Relais dauernd in
Sperrstellung, solange das zulässige Verhältnis der Augenblickswerte von Strom und
Spannung oder der zulässige Grenzwert des Leitungswiderstandes nicht unterschritten
wird. Sind Spannung und Strom -in Gegenphase, so,ist das Relais bei allen Spannungs-
und Stromwerten in Sperrstellung. Sind Spannung und Strom phasenverschoben, so tritt
im Laufe einer Halbwelle immer Auslösung ein, so daß die Spannung durch Null geht
oder bei Gleichrichtung von Spannung und Strom das Verhältnis ihrer Augenblickswerte
die Grenze unterschreitet.
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Die beschriebenen Einrichtungen können sowohl für die Auswahl der
abzuschaltenden Leitungsstrecke als auch für die Anregung des Selektivschutzes ausgebildet
werden.