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Schutzschaltung, insbesondere für Untertagebetriebe Zusatz zurrt .Patent
930 879
Das Hauptpatent 930 879 bezieht sich, auf eine Schutzschaltung,
insbesondere für Untertagebetriebe, bei welcher Adern einer Leitung außer für die
Zwecke der Überwachung auch für das Geben von Steuerkommandos ausgenutzt werden.
Dabei ist am Anfang und am Ende der beiden für Steuerzwecke benutzten Adern je eine
Gleichspannungsquelle vorgesehen, die einander entgegengeschaltet sind und untereinander
verschiedene Spannungswerte haben. Außerdem sind eine Meßeinrichtung mit stromabhängigen
Ansprechorganen zwischen der niedrigen und der höhen Gleichstromspannung und ein
Kommandoorgan im Bereich der hohen Gleichstromspannung angeordnet. Die Erfindung
betrifft eine vorteilhafte Weiterentwicklung dieser Schutzschaltung und besteht
darin, daß zur Steuerung und Überwachung ein Hochvakuumrohr und ein Meßrelais benutzt
werden. Dadurch wird der Vorteil einer Vereinfachung der Anlage erreicht, so daß
das bisher verwendete Differenzenrelais fortfällt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung ist in
der Figur schematisch dargestellt. Dass den Verbraucher speisende Netz ist mit RST
bzw. mit R'S'T', der Überwachungsleiter Mit .2o und der Schutzleiter mit 21 bezeichnet.
z ist ein Spannungs:te"ilerwiderstand, der mit seinen Kleifimen 22. und 23 an eine
nicht dafgestellte
Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Spannungsquelle
kann in an sich bekannter Weise über einen Transfdrmator und Gleichrichter an die
Hauptzuleitung RST, also vor dem Schütz i i, angeschlossen sein. Der Spannungsteiler
i hat einen Abgriff 24. Der Überwachungsleiter #zo ist über Widerstände 2 und 3
an den Abgriff 24 am Spannungsteiler i angeschlossen. Der Schutzleiter 2 1 ist mit
der Klemme 23 des Spannungsteilers i über den Schalter 25 verbunden. Zwischen den
Klemmen 23 und 24 möge eine Spannung von z. B. 24 V und zwischen den Klommen
22 und 24 eine Spannung von z. B. i5o V herrschen.
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Mit 4 und 5 sind zwei Kondensatoren bezeichnet, welche unter einer
vom Spannungsteiler i gelieferten Gleichspannung stehen und durch den Kommandoschalter
6 und 7 entweder in Reihe oder parallel geschaltet werden können. Die Kondensatoren
4 und 5 werden im Ruhezustand über den Spannungsteiler i auf etwa 24 V aufgeladen.
8 ist ein Hochvakuumrohr, welches die Funktion eines Steuerorgans zum Ein- bzw.
Ausschalten eines Verbraucherstromkreises R'S'T' und eines Überwachungsorgans für
Leitungsschlüsse und Leitungsunterbrachungen im Überwachungs- bzw. Schutzkreis hat,
dis weiter unten als Fehler 15 und 16 bezeichnet sind. Das Gitter 26 des Hochvakuumrohres
8 ist über einen Widerstand 9 an den zwischen den beiden -Widerständen 2 und 3 liegenden
Teildes Überwachungsleiters 2o angeschlossen. Die Spule27 des Relais io liegt im
Anodenkreis des Rohres 8 und ist einerseits über den Schalter 28 an dem Pol 22 des
Spannungsteilers i und andererseits über das Rohr 8 an die Klemme 24 des Spannungsteilers
i angeschlossen. Der Schaltkontakt 29 des Relais io liegt in einem von den Leitern
S und T vor dem -Schalter 3o abgezweigten Stromkreis, der über die Spule des Schützes
ri führt Das Schütz i i öffnet und schließt den Schalter 3o -und auch den Schalter
25, welcher zwischen dem Spannungsteiler i und dem Schutzleiter2i liegt, was durch
die gestrichelte Linie 32 angedeutet ist. Wenn der Schalter 30 geöffnet ist; ist
der Schalter25 geschlossen, und umgekehrt.
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13 ist ein -Meßreiais, dessen Spule 33 zwischen den beiden Leitungen
2o und 2 1 liegt. Bei geschlossenem Schalter 25 liegt die Spule 33 an der Spannung
23-24 des Spannungsteilers i, der Schalter 28 liegt im Stromkreis der Erregerspule
27 des Relais io. Die Beeinflussung des Schalters 28 durch das Meßrelals
13 ist durch die gestrichelte Linie 34 angedeutet. Dass Meßrelais dient.
als Überwachungsorgan für einen Leitungsschluß zwischen dem Verbrauchernetz R'S'T'und
dem Überwachungsleiter2o.
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Mit 14 ist ein Widerstand bezeichnet, der. bei spannungslosem Verbrauchernetz
R'S'T' mit Hilfe des - Widerstandes 2 an dem Gitter des Rohres 8 eine negative Spannung
sicherstellt, so daß keine willkürliche Einschaltung derAnlage erfolgen kann. i9
-ist ein Transformator, der primär an die Leiter S' und T' der Verbraucherleitung
R'S'T' angeschlossen ist. Sekundär lieferter über einen Gleichrichter 18
die Gegenspannung in die Leitungen 2o und 21 und hält die Spannung an den Kondensatoren
4 und 5 aufrecht. Der Widerstfd 9 soll Gitterströme und die Widerstände 3 und 36
sollen Kurzschlußströme zwischen den Leitern 2o und 21 begrenzen-.
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Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Der mit ausgezogenen Linien
dargestellte Zustand ist der Ruhezustand. Die Schalter 25 und 28 sind geschlossen,
die Schalter29 und 3o geöffnet. Die Kondensatoren 4 und 5 sind geladen und liegen
parallel. Dabei liegt am Widerstand 2 links ein positives und rechts ein negatives
Potential. Sobald mit, dem Kommandoschalter. 6, . 7 das Kommando »ein« erteilt wird,
werden die Kondensatoren 4 und 5 in Reihe geschaltet. Sie liefern doppelte Spannung.
Nunmehr überwiegt die von den Kondensatoren gelieferte Gleichspannung die am Spannungsteiler
i abgegriffene Spannung. Infolgedessen ändert sich das Potential am Widerstand 2,
so daß links ein negatives und rechts ein positives Potential entsteht. Der Stromkreis
ist dabei links vom Widerstand 2 über das Meßrelais 13 geschlossen. Der dabei
das Meßrelais 13 durchfließende Strom ist so klein, daß das Meßrelais 13
auf keinen Fall anspricht. Der Schalter 28 bleibt also geschlossen. Durch diesen
Vorgang wird die Spannung am Gitter 26 des Hochvakuumrohres 8 positiv und das Relais
io durch den steigenden Anodenstrom zum Anziehen gebracht. Der Kontakt 29 schließt,
so daß die Einschaltspule 31 für den Schalter 30 Spannung bekommt. Der Schalter
30 wird geschlossen und der Schalter 25 geöffnet (gestrichelte Stellungen).
Dadurch erhält der Transformator 1.9 Spannung und ladet die Kondensatoren 4 und
5 auf. Die Anlage ist jetzt in Betrieb. Das Schütz ii hat den Schalter 25 geöffnet
und damit die Stromzufuhr vom Widerstand i in den Schutz- und Überwachungskreis
unterbunden. Das Unterbrechen des Schutz- und Überwachungskreises ist zweckmäßig
bzw. erforderlich, damit bei einem Kurzschluß zwischen den Leitungen 2o und 2,1,
weiter unten als Fehler 16 bezeichnet, nicht zwei Spannungsquellen den Kurz-Sc'hluß
speisen, wodurch der Kurzschlußstrom bzw. i der Fehlerstrom erhöht werden würde.
Der Schutz-#md Überwachungskreis liegt nach dieser Unterbrechung an dem Verbrauchernetz
R'.'7' über den Transformator i9.
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Tritt jetzt eine Störung in der Anlage z. B. da- i durch ein, daß
die Überwachungsleitung 2o unterbrochen wird, was bei 15 durch die Schlangenlinie
angedeutet ist, so fällt -die positive Gitterspannung am Widerstand 2 fort und damit
der Strom durch die Spuie27 aus, so daß das Relais io stromlos wird i und seinen
Kontakt 29 öffnet. Hierdurch wird auch die Schützspule3i stromlos und das Schütz
ii geöffnet. Dasselbe tritt ein, wenn ein Kurzschluß zwischen den- Leitungen 2o
und 21 auftritt, was durch den Blitzpfeil 16 angedeutet ist.
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Eine weitere Störung kann dadurch, auftreten, daß die Überwachungsleitung
2o.von dein Verbrauchernetz R'S'T' durch Beschädigung der Isolation Spannung erhält.
Hierdurch spricht das Meßrelais 13 an, weil ein Wechselstrom z. B. vom Leiter
T' über den Fehler 17, dargestellt durch den Blitzpfeil
17, über
die Widerstände 2 und 3 und das Meßrelais 13 zur Erde 35 fließt. Das Meßrelais 13
öffnet den Schalter 28, so daß das Relais io spannungslos wird und über den sich
öffnenden Schalter 29 die Spule 31 des Schalters 30 stromlos macht
-und dadurch den Schalter 30 öffnet. Gleichzeitig wird der Schalter 25 wieder
geschlossen.