DE968200C - Schutzschaltung fuer Kabel oder Leitungen in explosions- bzw. schlagwettergefaehrdete Betrieben - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 23. JANUAR 1958

S 25231 VIIIb 121 c

ist als Erfinder genannt worden

Zusatz zum Patent 966

Die Erfindung hat eine vorteilhafte Weiterbildung einer Anordnung nach dem Hauptpatent zum Gegenstand. Bei einer Anordnung nach dem Hauptpatent wurden in der Schutzschaltung am Leitungswächter auch Fehler erfaßt, die, von der speisenden Seite der Anlage aus betrachtet, vor dem Hochspannungsschalter der Leitungsstrecke bzw. Vorortleitung lagen. Daher wurde der Hochspannungsschalter also abgeschaltet bei Schäden, die gar nicht in dem Bereich des Leitungssystems lagen, den er zu überwachen hatte, nämlich z. B. der Vorortleitung.

Diese Erscheinung war zurückzuführen auf die Benutzung des Schutzschalters als Bezugsorgan für die Überwachung auf innere Fehler, d. h. solche, die sich in der Leitung zwischen dem Hauptleiter und dem Schutzleiter gegebenenfalls einstellen konnten. Es kann sich aber als wünschenswert erweisen, eine Abschaltung der von dem Hochspannungsschalter überwachten Leitung auf Fehlerursachen zu beschränken, die auf dieser Leitung entstehen. Dieser Effekt läßt sich erfindungsgemäß erreichen durch Anwendung eines zweiten Überwachungsleiters in dem System als Bezugsorgan für die Überwachung auf innere Fehler. Dieser zweite Überwachungsleiter liegt, rein aufbaumäßig in der Anlage betrachtet, unabhängig und nur in der zu überwachenden Vorortleitung. Er erstreckt sich also nicht durch das ganze Kabel bis nach über Tag, wie es bei dem Schutzleiter einer Leitung der Fall ist. Der

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zweite Überwachungsleiter gemäß der Erfindung läuft in der zu überwachenden Leitung als offene Leitung unabhängig und frei aus. Rein schaltungsgemäß ist er an die Überwachungseinrichtung für innere Fehler angeschlossen, eventuell über einen Widerstand. Zur Erzielung eines geschlossenen Stromkreises für die Überwachung auf innere Fehler ist erfindungsgemäß der Sternpunkt des Transformators direkt oder über einen Widerstand ίο mit dem Schutzleiter der Anlage verbunden.

Abgesehen von diesen Merkmalen ist Gegenstand der Erfindung auch eine vorzugsweise zweckmäßige Ausbildung eines Kabels, welches in einfacher Weise die · notwendige Schaltung für die Lösung des Problems durchführen läßt. Dieses Kabel wird erfindungsgemäß vorzugsweise in der Weise aufgebaut, daß es unter dem äußeren isolierenden Mantel, der z. B. aus Neopren bestehen kann, als ersten Überwachungsleiter einen Schirm aufweist. Dieser Schirm umschließt, im Kernsystem der Leitung angeordnet, drei isolierte Hauptleiter. Jeder derselben ist auf der äußeren Mantelfläche seiner Isolation mit einer leitenden Hülle, z. B. aus leitendem Gummi, versehen. Diese Hauptleiter liegen mit ihren Mantelflächen aus leitendem Gummi dicht aneinander, und zwar vorzugsweise derart, daß die Mittelpunkte der Hauptleiteradern die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Im lichten Raum zwischen den drei aneinandertreffenden Mantelflächen liegt der zweite Überwachungsleiter, und zwar zweckmäßig derart, daß er mit den Schichten aus leitendem Gummi auf den Mantelflächen der Hauptleiter galvanisch verbunden ist. In dem die drei Hauptleiter umgebenden Füllungsteil aus Isoliermaterial der Leitung liegen verteilt eine Anzahl Schutzleiter.

Ausführungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung veranschaulicht die Zeichnung.

Fig. ι zeigt ein beispielsweises Schaltschema für die Anwendung der Erfindung.

i?, S, T sind die Leitungen des speisenden Kabels. ι ist der Leistungsschalter für die Leitung 2, an deren Ende der Transformator 3, z. B. nahe der Kohlenabbaustelle, liegt. 4 ist der geerdete Schutzleiter des Systems. 5 bildet den Überwachungsleiter für äußere Fehler, 6 denjenigen für innere Fehler an der Leitung. 7 bezeichnet den Leitungswächter der Anordnung. Dieser enthält einen Zwischentransformator 8, der über einen Spannungswandler 9 vom Netz gespeist wird. Die Sekundärwicklung von 8 liegt einerseits am Schutzleiter 4 und andererseits über einen Gleichrichter 10 und ein Arbeitsstromrelais 11, gegebenenfalls über einen Widerstand 12, an dem Überwachungsleiter 6 für innere Fehler. Zwischen dem Gleichrichter 10 und dem Relais 11 einerseits sowie dem Schutzleiter 4 andererseits ist ein Glättungskondensator 13 angeschlossen. Der Reihenschaltung der Sekundärwicklung des Wandlers 8, des Gleichrichters 10 und des Relais 11 liegt eine Schutzfunkenstrecke 14 parallel. Zwischen dem Sternpunkt der Primärwicklung des Transformators 3 und dem Schutzleiter 4 liegt ein Widerstand 15. Diese vorbeschriebene Anordnung bildet den Überwachungsteil des Leitungswächters 7 für innere Fehler der Leitung.

Der Überwachungsteil für äußere Fehler besteht aus einem Gleichrichter 16 in Brückenschaltung als Stromquelle. Dieser wird gespeist von der Sekundärwicklung des Transformators 8 über den Überwachungsleiter 5, die Druckkontakte 17 und 18, den Widerstand 19 und den Schutzleiter 4. Zwischen dem Schutzleiter 4 und dem Überwachungsleiter 5 liegt wieder eine Schutzfunkenstrecke, die mit 20 bezeichnet ist. Von dem Gleichrichter 16 werden die beiden Relais 21 und 22 gespeist, von denen 22 ein Ruhestrom- und 21 ein Arbeitsstromrelais ist. Über die Wicklungen von 21 und 22 fließt also dauernd ein Strom, so daß bei spannungsführender Leitung R, S₁ T vor dem Leistungsschalter 1 das Relais 22 sich in der Einschaltstellung befindet. Die Wicklung von 21 ist so bemessen, daß das Relais erst auf einen höheren Stromwert anspricht und seine Kontakte öffnet, nämlich wenn der Widerstand 19 kurzgeschlossen wird. Die Kontakte aller Relais liegen in Reihe mit dem nicht dargestellten Spannungsrückgangsauslöser des Leistungsschalters i.

Entsteht ein innerer Fehler der Leitung 2 durch einen Schluß zwischen dem Überwachungsleiter 6 und einem der Hauptleiter R, S oder T im Leitungsteil 2, so entsteht ein Gleichstrom im Sekundärteil des Wandlers 8 über den Gleichrichter 10, das Relais 11, Widerstand 12, Überwachungsleiter 6, den entsprechenden Hauptleiter von 2, den Sternpunkt des Transformators 3, den Widerstand 9, 15 und über den Schutzleiter 4 zurück zur Wicklung des Wandlers 8. Das Arbeitsstromrelais 11 spricht an und führt eine Auslösung des Leistungsschalters ι herbei, womit die schadhafte Leitung 2 abgeschaltet wird. Wie gemäß dem Hauptpatent ist parallel zur Spule des Relais 11 ein Kondensator 32 vorgesehen.

Äußere Fehler können entstehen z. B. zwischen dem Überwachungsleiter 5 und Erde sowie zwischen dem Überwachungsleiter 5 und dem Schutzleiter 4. Die Fehler Überwachungsleiter 5 gegen Erde oder Schutzleiter sind praktisch gleichartig. Es werden in diesem Falle der Widerstand 19 und die beiden Druckkontakte 17 und 18 überbrückt. Es spricht dadurch das Arbeitsstromrelais 21 an, und der Schalter 1 wird ausgelöst.

Bei einem Schluß zwischen den beiden Überwachungsleitern 5 und 6 spricht die Schutzeinrichtung für innere Fehler an, indem ein Strom entsteht von der Sekundärwicklung 8 über die Reihenschaltungio, 11, 12, 6, die Schadenstelle, Überwachungsleiter s und Widerstand 19 zum anderen Ende der Sekundärwicklung des Transformators 8.

In Fig. 2 ist beispielsweise der Aufbau einer Leitung für die Zwecke der Erfindung gezeigt. Die Leitung besteht aus drei isolierten Hauptleitern 23 bis 25, deren Mittelpunkte in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Auf ihrem Isoliermantel tragen diese Hauptleiter eine leitende Hülle 26, die elektrisch gut leitend sein, aber auch den Charakter eines Halbleiters haben, d. h. zum

Beispiel aus leitendem Gummi bestehen kann. Die drei Hauptleiter liegen über diese metallischen Hüllen aneinander. Der von ihnen auf diese Weise gebildete Hohlraum von dreieckigem Querschnitt nimmt den Überwachungsleiter für innere Fehler 27 entsprechend 6 nach Fig. 1 auf, und zwar derart, daß die leitenden Hüllen 26 und der Überwachungsleiter gewissermaßen einen Leiter bilden. In dem Füllkörper aus Isoliermaterial 28 der Leitung sind die isolierten Schutzleiter 29 gelagert, die dem Schutzleiter 4 der Fig. 1 entsprechen. Der Isolierteil 28 der Leitung ist umschlossen von dem äußeren Schutzmantel 31 der Leitung, der z. B. aus einem Werkstoff nach Art des bekannten Neopren bestehen kann. Zwischen dem Schutzmantel 31 und dem Isolierteil 28 befindet sich ein leitender Schirm 30, der dem äußeren Überwachungsleiter 5 der Fig. ι entspricht.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Schutzschaltung nach Patent 966596, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu überwachenden Leitung ein zweiter Überwachungsleiter vorgesehen ist, der frei endend mit der Überwachungseinrichtung für innere Fehler, gegebenenfalls über einen Widerstand, verbunden ist.
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sternpunkt des Transformators über einen Widerstand mit dem Schutzleiter der Leitung verbunden ist.
3. 3. Leitung für eine Schutzschaltung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptleiter der Leitung von einer leitenden Hülle an ihrer Mantelfläche umschlossen sind, die in elektrischer Verbindung mit einem vorzugsweise räumlich von ihnen umschlossenen Überwachungsleiter stehen.
4. 4. Leitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter der äußeren Schutzhülle der Leitung ein metallischer bzw. elektrisch leitender Schirm liegt, der als Überwachungsleiter für äußere Fehler die drei Hauptleiter und die in dem isolierenden Füllkörper der Leitung gelagerten Schutzleiter umschließt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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