DE957245C

DE957245C - Protection circuit, especially for underground operations

Info

Publication number: DE957245C
Application number: DES34175A
Authority: DE
Inventors: Kurt Wulsten
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-07-04
Filing date: 1953-07-04
Publication date: 1957-01-31

Description

AUSGEGEBEN AM 31. JANUAR 1957ISSUED JANUARY 31, 1957

S 34175 VIlIb j2icS 34175 VIlIb j2ic

Zusatz zum Patent 953Addendum to patent 953

In dem Hauptpaterct 953 544 ist für eine insbesondere für Untertagebetriebe bestimmte Schutzschaltung für Leitungen, an denen den Verbraucherspeiseleitunigen in der Leitung benachbart ein Schutz- und Überwachungsleiter bzw. ein entsprechendes -system solcher Leitungen zugeordnet ist und die gleichzeitig auch für Steuerzwecke benutzt sein können, eine Einrichtung vorgesehen, um entstehende innere oder äußere Fehler der Leitung auf einfache Weise schnell ihrer Lage nach orten zu können. Zu diesem Zwecke sind in den Leitungszügen der Verbraucherleitungen bzw. denjenigen des Schutz- und Überwachungsleiters Schalteinrichtungen an besonderen oder an vorgegebenen Verbindungsstellen dieser Leitungen vorgesehen, durch welche Strecken der Speiseleitungen abgetrennt werden können bzw. die am Ende geschlossene Leiterschleife, welche durch das Schutz- und Überwachungsleitersystem gebildet wird, durch Schalter in Querverbindungen und Schalter im Zuge der Leitung verkürzt und Teile abgetrennt werden können. Durch entsprechende Betätigung der Schalter läßt sich dann der entstandene Fehler leicht seiner Lage nach einengen. Erfolgt die Ortung durch Abtrennen einzelner Leitungsteile und Prüfen der übrigen Leitungsabschnitte durch Anlegen an die volle Speisespannung, so können an der Fehlerstelle zündfähige Funken entstehen, die eine Gefahr für die Anlage darstellen.In the Hauptpaterct 953 544 is for a particular Protective circuit designed for underground operations for lines on which the consumer feed lines A protective and monitoring conductor or a corresponding system of such lines is assigned to it adjacent to the line and which can also be used for tax purposes at the same time, a device is provided, to quickly locate any internal or external faults in the line to be able to locate. For this purpose, the consumer lines resp. those of the protective and monitoring conductor switching devices on special or specified ones Connection points of these lines are provided, through which routes the feed lines can be separated or the conductor loop closed at the end, which is caused by the Protective and monitoring conductor system is formed by switches in cross connections and Switch can be shortened in the course of the line and parts can be separated. Through appropriate When the switch is operated, the fault that has arisen can then be easily narrowed down according to its position. He follows locating by cutting off individual parts of the line and checking the remaining line sections by applying the full supply voltage, This means that ignitable sparks can arise at the point of failure, which are dangerous for the system represent.

In dem Hauptpatent ist bereits eine Schaltung beschrieben, bei der in den Stromkreis, der sich beim Auftreten, eines Erdschlusses über die Fehlerstelle schließt, ein so hoher Widerstand eingeschaltet wird, daß die Bildung eines zündfähigen Funkens an der Fehlerstelle vermieden wird. Diese Schutzwirkung wird jedoch nur bei einpoligen Erdschlüssen erzielt.In the main patent a circuit is already described in which in the circuit, which closes when an earth fault occurs across the fault location, such a high resistance is switched on so that the formation of an ignitable spark at the fault location is avoided will. However, this protective effect is only achieved with single-pole earth faults.

Erfindungsgemäß wird auch bei Doppelerd-Schlüssen ein zündfähiger Funken an der Fehlerstelle dadurch vermieden, daß durch die in den Verbraucherspeiseleitungen liegenden Ortungsschalteinrichtungen die verschiedenen Leitungspole nicht gleichzeitig, sondern nacheinander eingeschaltet werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Überwachungseinrichtung auf innere Fehler mit dem Schließen dieses ersten Poles bereits auf den Fehler anspricht. Ungeachtet dessen, an welcher Speiseleitung der Fehler zur Entstehung gelangte, liegt er in dem Überwachungsstromkreis für innere Fehler, denn der entsprechende Stromkreis ist über die Verbraucher geschlossen, die zwischen die verschiedenen Speiseleitungen eingeschaltet sind. Spricht aber in der angenommenen Weise die Überwachungseinrichtung im Falle eines vorliegenden Fehlers bereits mit dem Einschalten eines der Speiseleiter an, so wird die eingangsseitige Speisung der Speiseleitungen am Hauptschalter bereits abgeschaltet, bevor überhaupt einer der anderen Pole des jeweiligen Ortungsschalters in den Verbraucherspeiseleitungen in seine Schließstellung gelangen und dadurch den Verbraucherstromkreis einschalten kann. Es kann sich besonders für den vorliegenden Zweck, aber auch im übrigen für eine solche Ortungsanlage als zweckmäßig erweisen, sowohl für die Schaltung der Speiseleitungen als auch für die Schaltung des Überwachungs- und des Schutzleiters selbständige und selbständig zu betätigende Ortungsschalteinrichtungen vorzusehen, so daß aus der Betätigung des einen oder des an-. deren Schalters unmittelbar die Funktion festgestellt werden kann, die für die Ortung vorgenommen wird. Diese Ortungseinrichtungen können entweder den Charakter von Schaltern oder auch den Charakter ein- oder umsetzbarer Schaltbügel haben. Die einzelnen Leitungen können einpolig geschaltet werden, wobei die Möglichkeit der Betätigung oder Schließung eines zweiten oder nachfolgenden Poles aber erst möglich ist, nachdem der erste Pol geschlossen wurde. Ferner kann die Anordnung so getroffen werden bei einem mehrpoligen Schalter, daß mit dem Schließen des einen Poles ein Zeitwerk wirksam wird, mit dessen Ablauf der Schließ-Vorgang der anderen Pole durchgeführt wird oder durchführbar ist. Schließlich kann auch die Anordnung so getroffen werden, daß nach dem Schließen des einen Poles es erst einer Verstellung der Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung be-• darf, in Form einer Drehbewegung od. dgl., wonach dann; erst die Schaltung der anderen Pole der Ortüngsschalteinrichtung möglich ist.According to the invention, there is an ignitable spark at the fault location even in the case of double earth faults avoided by the locating switching devices located in the consumer feed lines the different line poles are not switched on at the same time, but one after the other will. This ensures that the monitoring device for internal errors with the Closing this first pole already responds to the error. Regardless of which If the fault occurred on the feed line, it is in the monitoring circuit for internal Error, because the corresponding circuit is closed via the consumers that are between the various Feed lines are switched on. But the monitoring device speaks in the assumed manner In the event of a fault, the feed on the input side is activated when one of the feed conductors is switched on the feed lines at the main switch are already switched off before any of the others Poles of the respective locating switch in the consumer feed lines in its closed position and can thereby switch on the consumer circuit. It can be especially useful for the prove to be appropriate for the present purpose, but also for the rest of such a location system, both for switching the feed lines and for switching the monitoring and des Independent and independently operated locating switching devices for the protective conductor, so that from the actuation of one or the other. whose switch immediately determined the function which is made for the location. These locators can either use the Have the character of switches or the character of insertable or relocatable switch levers. The single ones Lines can be switched single-pole, with the possibility of actuation or Closure of a second or subsequent pole is only possible after the first pole has closed became. Furthermore, the arrangement can be made in the case of a multi-pole switch, that with the closing of one pole a timer becomes effective, with the expiry of which the closing process of the other pole is carried out or is feasible. Finally, the arrangement be taken so that after the closing of one pole there is only an adjustment of the The actuating device of the switching device needs, in the form of a rotary movement or the like, after which then; only the switching of the other poles of the locating switching device is possible.

Ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung zeigt die Figur der Zeichnung. Von den Netzspeiseleitungen 1 werden- über den Transformator 2 und das Schütz 3 die Verbraucherleitun- 65, gen 4 gespeist. Als Verbraucher sind zwischen den Speiseleitungen Lampen 5 eingeschaltet. 6 bezeichnet den Schutzleiter des Systems, 7 den Überwachungsleiter. Beide liegen den Verbraucherspeiseleitungen 4 in der Leitung benachbart. An den Schutzleiter 6 sind die zu erdenden Teile angeschlossen. Das ist veranschaulicht z. B. an der ganz rechtsliegenden Lampe 5, deren Armatur 8 über die Leitung 9 an den Schutzleiter 6 angeschlossen ist. In den Überwachungsleiter sind die Ortungsschalter 10 eingeschaltet. Diese können gleichzeitig die Funktion von Steuerschaltern übernehmen, wenn der Schutzleiter 7 und der Überwachungsleiter 6 in dem System als Steuerleitung benutzt sind. Die Schalter 10 sind derart ausgebildet, daß sie außer ihrer Funktion, Längsschalter im Zuge des Überwachungsleiters zu sein, gleichzeitig auch noch die Funktion eines Überbrückungss'chalters zwischen dem Schutzleiter und dem Überwachungsleiter übernehmen können, sobald sie in die zweite Schaltstellung gebracht werden, in welcher sie jeweils eine Teilstrecke des Überwachungsleiters mit dem Ende einer Leitung 11 verbinden, die an den Schutzleiter 6 angeschlossen ist. In der Leiterschleife aus Schutz- und Überwachungsleiter ist ein Steuer- und Überwachungsrelais 13 angeordnet, dessen nicht dargestelltes Schaltorgan den Stromkreis der Spule 3_a des Schützes 3 steuert. Zur Speisung der Leiterschleife, welche aus dem Schutzleiter 6 und dem Überwachungsleiter 7 über das Steuer- und Überwachungsrelais 13 gebildet ist, dient in dem Ausführungsbeispiel die Sekundärwicklung eines vomNetz gespeisten hinter demTransformator 2 angeschlossenen Isolierwandlers 14. Die Sekundärwicklung dieses Wandlers ist von dem Schutzleiter 6 mittels eines Schalters,^ abtrennbar. Zwischen einer Anzapfung b der Sekundärwicklung bzw. einem Spannungsteilerpunkt auf der Sekundärseite des Transformators 14 und einer Anzapfung eines zwischen die beiden Hauptleitungen 4 eingeschalteten Widerstandes 21 sind über die Leitungen 16 bis 18 das Überwachungsrelais 19 und der Schutzwiderstand 20 eingeschaltet. Dieses Relais 19 steuert mit seinem Schaltorgan entweder den Stromkreis der Wicklung'des Relais 13 oder un- 11a mittelbar den Stromkreis der Spule des Schützes 3. Bei gespeistem Netz 1 liegt auch der Steuerkreis mit dem Steuer- und Überwachungsrelais 13 an Spannung, und das Schütz 3 ist eingeschaltet. Der Steuerkreis aus Überwachungsleiter 7 und Schutzleiter 6 überwacht sich selbst auf Leitungsbruch, denn sobald eine Unterbrechung in einem Leiter des Steuerkreises entsteht, öffnet das Relais 13 in gleicher Weise wie bei einer Steuerung mittels der Steuerschalter 10. Eine solche,Unterbrechung läßt sich leicht ihrer Lage nach feststellen bzw. orten, indem in geeigneter Folge die Schalter 10 betätigt werden, wodurch die von dem Schutzleiter 6 und dem Überwachungsleiter 7 gebildete Stromschleife entsprechend verkürzt wird, bis der Steuerkreis über das Relais 13 wieder gespeist ist. In denAn embodiment for the application of the invention is shown in the figure of the drawing. From the mains supply lines 1, the consumer lines 65 and 4 are fed via the transformer 2 and the contactor 3. As consumers, lamps 5 are switched on between the feed lines. 6 denotes the protective conductor of the system, 7 the monitoring conductor. Both are adjacent to the consumer feed lines 4 in the line. The parts to be grounded are connected to the protective conductor 6. This is illustrated e.g. B. on the rightmost lamp 5, the fitting 8 of which is connected to the protective conductor 6 via the line 9. The locating switches 10 are switched on in the monitoring conductor. These can simultaneously take over the function of control switches if the protective conductor 7 and the monitoring conductor 6 are used in the system as a control line. The switches 10 are designed in such a way that, in addition to their function of being a longitudinal switch in the course of the monitoring conductor, they can also function as a bridging switch between the protective conductor and the monitoring conductor as soon as they are brought into the second switch position, in which they each connect a section of the monitoring conductor to the end of a line 11 which is connected to the protective conductor 6. In the conductor loop of protection and monitoring conductor is a control and monitoring relay 13 is arranged, the unillustrated switching element controls the current circuit of the coil 3 _a of the contactor. 3 To feed the conductor loop, which is formed from the protective conductor 6 and the monitoring conductor 7 via the control and monitoring relay 13, the secondary winding of an isolating converter 14 connected to the mains behind the transformer 2 is used in the embodiment. The secondary winding of this converter is connected to the protective conductor 6 by means of a switch, ^ separable. The monitoring relay 19 and the protective resistor 20 are switched on via the lines 16 to 18 between a tap b of the secondary winding or a voltage divider point on the secondary side of the transformer 14 and a tap of a resistor 21 connected between the two main lines 4. This relay 19 controls with its switching element either the circuit of the winding'des relay 13 or directly 11a the circuit of the coil of the contactor 3. When mains 1 is supplied, the control circuit with the control and monitoring relay 13 is also connected to voltage, and the contactor 3 is switched on. The control circuit of monitoring conductor 7 and protective conductor 6 monitors itself for line breaks, because as soon as an interruption occurs in a conductor of the control circuit, the relay 13 opens in the same way as with a control by means of the control switch 10. Such an interruption can be easily identified by its location after ascertaining or locating, in that the switches 10 are actuated in a suitable sequence, whereby the current loop formed by the protective conductor 6 and the monitoring conductor 7 is correspondingly shortened until the control circuit is fed again via the relay 13. In the

Speiseleitungen 4 sind für die Ortung Schalter 22 angeordnet, die erfindungsgemäß, wie bereits angegeben, in besonderer Weise ausgebildet sind, indem beim Schließen der Schalter stets einer der Pole dem oder den anderen Polen in der Einschaltung der Speiseleitungen für die Verbraucher vorauseilt. Das ist in der Darstellung in der üblichen Weise symbolisch dadurch angedeutet, daß das eine Schaltorgan bzw. die eine Schaltbrücke an jedem Schalter, in·diesem Falle diejenige im oberen Leitungszug, am Ende mit einem rechtwinkligen Ansatz versehen ist, um auf diese Weise zum Ausdruck zu bringen, daß dieses Schaltorgan früher schließt als dasjenige des gleichen Schalters in dem anderen Leitungszug.Feed lines 4 are arranged for locating switches 22, which according to the invention, as already indicated, are designed in a special way by always one of the when closing the switch Pole one or the other pole in the connection of the feed lines for the consumers rushes ahead. This is indicated symbolically in the representation in the usual way by the fact that one switching element or one switching bridge on each switch, in this case the one in the upper one Cable run, at the end with a right-angled neck, in order to express in this way to bring that this switching element closes earlier than that of the same switch in the another cable run.

Tritt ein Fehler gemäß dem eingetragenen Blitzpfeil III in Form eines Schlusses zwischen einem Hauptleiter und dem Überwachungsleiter 7 auf, so wird in der Anlage der Stromkreis für das Überwachungsrelais 19 geschlossen. Es entsteht ein Stromweg bei gespeisten Leitungen 4 über die Leitung 16, das Relais 19, den Schutzwiderstand 20, die Leitung 18, den Widerstand 21, die untere Hauptleitung 4, den Fehler III, den Überwachungsleiter 7 und das Steuerrelais 13 zum Anschluß α der Sekundärwicklung des Transformators 14. Gleichzeitig entsteht noch ein Parallelzweig vom Punkt I4₆ der Sekundärwicklung des Transformators 14 über den Schalter 15, den Schutzleiter 6, die Verbindungsleitung zwischen 6 und 7 und den Überwachungsleiter 7 zum. Punkt des Fehlers 3 am Überwachungsleiter 7. Für "die Fehlerortung wird der Schalter 15 geöffnet, wonach sich durch aufeinanderfolgendes Öffnen der einzelnen Steuerschalter 10 der Fehler III schnell einengen läßt, denn sobald ein nach dem Anfang der zu überwachenden Leitung zuvor der Fehlerstelle liegender Steuerschalter 10 geöffnet wird, wird der Kreis mit dem Steuerrelais 13 wieder steuerfähig.If an error occurs according to the entered lightning arrow III in the form of a short between a main conductor and the monitoring conductor 7, the circuit for the monitoring relay 19 is closed in the system. A current path arises when the lines 4 are fed via the line 16, the relay 19, the protective resistor 20, the line 18, the resistor 21, the lower main line 4, the fault III, the monitoring conductor 7 and the control relay 13 to the connection α of the secondary winding of the transformer 14. At the same time there is a parallel branch from point I4 _{6 of} the secondary winding of the transformer 14 via the switch 15, the protective conductor 6, the connecting line between 6 and 7 and the monitoring conductor 7 to the. Point of the error 3 on the monitoring conductor 7. For "the error location the switch 15 is opened, after which the error III can be narrowed quickly by successively opening the individual control switches 10, because as soon as a control switch 10 located after the beginning of the line to be monitored before the error point is opened, the circuit with the control relay 13 can be controlled again.

Wird bei inzwischen wieder geschlossenem Schalter 10" der Schalter 22" versehentlich geschlossen, durch den die fehlerhafte ihm nachfolgende Leitungsstrecke abgetrennt werden konnte, so kann über ihn keine Speisung der Verbraucher und damit kein Stromkreis, über eventuell einander berührende Leitungen 4 entstehen, da beim Schließen von 22' dessen oberer Kontakt in der Schließung dem unteren vorauseilt, so daß sofort bereits dadurch die Meldung eines inneren Fehlers III wieder erfolgt und zur sinngemäßen Abschaltung der Anlage führt, bevor überhaupt der untere Kontakt des Schalters 22' in die Schließstellung gelangen kann.If switch 10 "is closed again in the meantime, switch 22" is accidentally closed, through which the faulty line section following it could be cut off, so can There is no power supply to the consumer via it and therefore no electrical circuit via any contacts that may come into contact with one another Lines 4 arise because when 22 'is closed, its upper contact is closed ahead of the lower one, so that the message of an internal error III immediately again takes place and leads to the analogous shutdown of the system, before the lower contact at all of the switch 22 'can reach the closed position.

Die Relais können auch gleichstromgespeist sein, wofür die elektrische Energie dem Netz über Gleichrichter entnommen wird, wie es bereits in dem -Hauptpatent angegeben ist.The relays can also be supplied with direct current, for which the electrical energy is transferred to the network Rectifier is taken, as already indicated in the main patent.

Die Schalter im Überwachungsleiter können außer den beiden angedeuteten Schaltstellungen noch eine Zwischenschaltstellung besitzen, die z. B. gerastet ist oder eine besondere Betätigung des Schalters für seine weitere Durchschaltung in die Endschaltstellung bedingen kann.In addition to the two indicated switch positions, the switches in the monitoring conductor can be used still have an intermediate switch position that z. B. is locked or a special operation of the Switch can condition for its further switching into the limit switch position.

Claims

Claims ·.

ι. Protective circuit, especially for underground operations for lines which, in addition to the feed lines, have a protective and monitoring conductor system included, which can also serve for expensive wake-ups, and at certain special or specified locations of the switching devices for the Locating errors are provided according to patent 953 544, characterized in that inserting the consumer feed line a detection alarm device by successive closing different line poles possible

gene
only
the
is.

2 \ protective circuit according to claim 1, characterized characterized in that the locating switches are set up in the feed lines such that when they close one of the poles runs ahead of the other in such a way that in the case of one internal error the monitoring device switches off the system before a second pole the locating switching device can move into the closed position.

1 sheet of drawings