DE968909C - Steuerschaltung mit Schutz des Steuerkabels gegen Erdschluss - Google Patents

Description

(WlGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. APRIL 1958

p 29 506 VHIbJ2ic D

sind als Erfinder genannt worden

Die Fernsteuerung elektrischer Apparate geschieht manchmal mit Hilfe von Schützen, die vom Verwendungsplatz dieser Apparate aus betätigt werden. Es ist bekannt, daß man zu diesem Zweck gewöhnlich Steuerstromkreise vorsieht, die mindestens zwei isolierte Drähte haben, von denen der eine von dem Einschaltknopf gesteuert ist und der andere zur Stromversorgung der Schützspule dient und über den Ausschalteknopf geht. Die Stromrückleitung dieser beiden Stromkreise kann durch die Erde oder mittels einer dritten Steuerleitung erfolgen. Diese Einrichtung wird komplizierter, wenn man die Steuerstation und die gesteuerte Station, z. B. ein Schütz, durch biegsame Kabel verbinden muß. Die Einführung der Steuerstromkreise in diese Kabel kompliziert ihre Herstellung. Außerdem zwingen Sicherheitsgründe dazu, das Kabel mit einem leitenden Mantel zu umgeben, den man mit einem Relais verbindet, das in den Steuerstromkreis der Schalteinrichtung derart eingeschaltet ist, daß ao bei Erdung dieser leitenden Hülle automatisch die Stromzuführung des Schützes unterbrochen wird. In diesem besonderen Fall ist außer den normalen Zuführungsdrähten die Steuerstation insgesamt mit dem Schütz durch mindestens vier Leiter verbun- as den, von denen zwei die Steuerdrähte, der dritte der Schutzmantel und der vierte endlich die Erde oder ein die Erde vertretender, zum Schließen des Einspeisungsstromkreises unentbehrlicher Leiter ist.

In der französischen Patentschrift 86i 889 und der britischen Patentschrift 378180 ist bereits vorgeschlagen worden, in Fernsteueranlagen für elektrische Apparate die gesteuerte Station in der Nähe des Apparates mit einem Gleichrichter und das Schutzgehäuse mit einem Steuerrelais zu versehen, durch welches das Schütz erregt wird, wenn Gleich-

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strom durch den Steuerstromkreis fließt, es andererseits stillgelegt wird, wenn Wechselstrom durch den Steuerstromkreis fließt.

Bei den bekannten Anlagen wird das Kabel üblicherweise durch zusätzliche Vorrichtungen, wie Überstromspulen und mit Kern versehene Ausgleichstransformatoren, gegen mechanische Beschädigung geschützt.

Die vorliegende Anordnung betrifft eine Vorrichtung zur Fernsteuerung der Kraftversorgung eines elektrischen Apparates bei gleichzeitigem Schutz des Kabels, das diesen Apparat mit einem Kraftversorgungskontaktgeber verbindet, wobei die Vorrichtung einen im Kabel befindlichen und durch einen isolierenden Kabelmantel und eine Erdrückleitung gebildeten Steuerkreis enthält, der durch eine Wechselstromquelle versorgt wird und in einer Steuerstation in der Nähe des elektrischen Apparates einen Gleichrichter und mindestens ein Steuerrelais des in seiner Nähe befindlichen Kontaktgebers enthält. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerstation der Gleichrichter i6 in Reihe mit einem Rheostat iy angeordnet ist, während der Kontaktgeber 5 durch den Arbeitskontakt eines Steuerrelais 14 gesteuert wird, dessen Wicklung in Reihe im Steuerkreis liegt, wobei diese Wicklung durch einen Kondensator 15 nebengeschlossen ist, was praktisch einen Kurzschluß für die Wicklung darstellt, wenn der Steuerkreis von Wechselstrom durchflossen wird.

Die Zeichnung bezieht sich auf Ausführungsbeispiele, durch die die Erfindung in keiner Weise eingeschränkt werden soll. Die Beschreibung dient zur Erläuterung dafür, wie die Erfindung praktisch ausgeführt werden kann.

Abb. ι ist das Schema einer einfachen Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ;

Abb. 2 ist ein Schema analog dem der Abb. 1, mit einem Schutz versehen, der Anzeige gestattet;

Abb. 3 und 4 sind Querschnitte von erfindungsgemäß zu verwendenden Kabeln.

In den verschiedenen Schaltbildern tragen die gleichen Teile dieselben Bezugsbezeichnungen; außerdem sind die Stromkreise unter normaler Spannung in dickem Strich und die Stromkreise unter herabgesetzter Spannung, z. B. 24 Volt, in dünnem Strich gezeichnet.

In der gesteuerten Station enthält das Gehäuse 1 nach Abb. 1 ein Schütz 2, einen Transformator 4 und eine Zugspule 5, die von der Primärseite dieses Transformators gespeist wird. Der über die Sekundärseite geschlossene Steuerstromkreis umfaßt ein Steuerrelais 14 mit dem Kondensator 15 im Nebenschluß, einen leitenden und isolierten Kabelmantel G, einen Gleichrichter 16 und einen Rheostat 17, die in dem Steuerstationskasten 9 untergebracht sind. Dieser Stromkreis schließt sich durch die Erdung bei 18, wobei diese Erdung entweder die Erde selbst oder noch besser eine besondere Erdleitung sein kann, die sich in dem vom Mantel G umschlossenen Verbindungskabel befindet.

Um das Schütz einzuschalten, wird die Kurbel 19 des Rheostats in die Stellung α gebracht; ein Strom läuft von der Sekundärwicklung des Transformators 4 durch den Gleichrichter 16, der diesen Strom auf eine seiner Halbwellen bringt, und durch die Wicklung 14. Das Steuerrelais 14 und infolgedessen das Schütz 2 schließen sich. Wenn das Steuerrelais geschlossen ist, wird die Kurbel 19 in die Stellung b am Rheostat gebracht, und das Steuerrelais 14 bleibt unter verminderter Spannung halten, solange der Gleichstrom den Steuerstromkreis durchfließt. Um den vom Schütz bedienten Apparat zum Stillstand zu bringen, genügt es, die Kurbel 19 in die in der Abbildung dargestellte Stellung c zu bringen, wodurch die Speisung des Steuerrelais 14 unterbrochen und das Schütz ausgeschaltet wird.

Es ist ersichtlich, daß ein Ausfall der Netzspannung bei 3 die Ausschaltung des Steuerrelais 14 und infolgedessen die des Schützes 2 hervorruft. Wenn die Spannung wieder auf ihre normale Höhe zurückkehrt, so kann, wenn die Kurbel 19 in der Stellung b geblieben ist, das Steuerrelais sich nicht wieder einschalten, denn der es durchlaufende Strom ist infolge des zwischen den Stellen α und b eingeschalteten Widerstandes zu schwach. Um den Apparat wieder in Gang zu bringen, muß die Kurbel 19 wieder in die Stellung α zurückgebracht werden. Man erhält dieselbe zusätzliche Sicherheit wie bei den bekannten Vorrichtungen, nämlich die der Verhinderung unzeitgemäßen Anlassens des gesteuerten Apparates bei Wiederkehr der Spannung nach einer Stromunterbrechung.

Wenn ein Schluß zwischen dem Mantel G und der Erde entsteht, ist der den Mantel umfließende Strom ein Wechselstrom, da der Gleichrichter 16 kurzgeschlossen ist; der die Relaisspule 14 kurzschließende Kondensator 15 wird alsdann wirksam, so daß die Relaisspule 14 ausschaltet. Das gleiche tritt ein, wenn der Stecker 20 des Mantels G an Erde gebracht wird. Das Schütz 2 kann also nicht eingeschaltet werden, wenn dieser Fehler besteht. Da der Kabelmantel den einzigen unter Steuerspannung befindlichen Leiter des Steuerstromkreises darstellt, gibt diese Vorrichtung eine absolute Sicherheit der Handhabung. Wenn der Mantel an Erde liegt, entsteht offensichtlich auch ein Stromverlust, und da die Ausschaltung des Steuerrelais 14 in der Aus-Stellung des Schalters 19 eine normale Erscheinung ist, deutet nichts das Bestehen dieser Störung an. Man kann sich natürlich einfache Vorrichtungen denken, die das Fließen dieses Stromes anzeigen und den Benutzern die Notwendigkeit seiner Unterbrechung melden. Zu diesem Zweck genügt es, in den Stromkreiszweig, in dem der Kondensator 15 liegt, ein auf Stromdurchgang ansprechendes Gerät einzuschalten, wie z. B. eine Lampe, einen elektromagnetischen Anzeigeapparat mit Schauzeichen oder Zeiger od. dgl.

Man kann auch, wie es das Schema der Abb. 2 zeigt, zum Steuerrelais 14 und dem Kondensator 15 einen Stromkreis im Nebenschluß legen, der einen dem Gleichrichter 16 entgegengeschalteten Gleich- iss richter 21 und ein Schutzrelais 22 enthält. Dieses

Relais enthält ferner eine Vorrichtung 23, wie z. B. einen Dauermagneten, der es nach seinem Ansprechen in ausgeschalteter Stellung offenhält und eine Wiedereinschaltung von Hand notwendig macht.

Dieses Schema arbeitet unter normalen Bedingungen wie das der Abb. 1. Wenn jedoch eine Störung eintritt, bei der der Mantel G geerdet wird, so geht die zweite Halbwelle, d. h. diejenige, die im Regelfall durch den Gleichrichter 16 gesperrt wird, durch den Gleichrichter 21. Alsdann öffnet das Schutzrelais 22, so daß der Strom im Mantel G unterbrochen wird. Auf jeden Fall hat das Steuerrelais 14 ausgeschaltet, entweder bei seiner Speisung mit nicht gleichgerichtetem Wechselstrom oder infolge der Unterbrechung durch das Schutzrelais 22. Die Wiederinbetriebsetzung des Apparates erfordert die Beseitigung der Störung, die seine Ausschaltung hervorgerufen hat sowie die Einstellung des Schutzrelais 22 von Hand.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit Kabeln in Betrieb gesetzt werden, wie sie in den Abb. 3 und 4 gezeigt sind. In Abb. 3 enthält das Kabelinnere drei Phasenleiter 27 und eine Erdleitung 28. Das Ganze ist von einem leitenden Mantel G und dann von einem Isoliermantel umgeben. Der Steuerstromkreis wird von Mantel G und dem Leiter 28 gebildet. In dem in Abb. 4 angegebenen Beispiel werden die drei Phasenleiter 29 einzeln von je einer leitenden Hülle 30 umgeben, die für alle drei den Erdleiter bilden, und das Ganze wird von einem Mantel G eingeschlossen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung verbürgt dieselbe Sicherheit wie die bekannten dafür benutzten Vorrichtungen und bietet darüber hinaus noch einen zusätzlichen Vorteil. Bei den bekannten Vorrichtungen setzt eine zufällige Erdberührung der Steuerkontakte die Hauptkontakte durch Einschaltung des Schützes unter Spannung. Da in diesem Augenblick diese Kontakte Berührung mit der Erde haben können, kann ein Lichtbogen zwischen den Hauptkontakten und dieser Erde überspringen, was sehr ernste Folgen haben kann, wenn es sich z. B. um in Kohlengruben benutzte Apparate handelt. Jedoch bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung entspricht die Erdung des Kontaktes, der zu dem den Steuerstromkreis bildenden Mantel gehört, einer zufälligen Erdung des Mantels, und diese Erdung kann keinesfalls die Einschaltung des Steuerrelais, sondern nur die Auslösung des Erdschlußrelais, wenn ein solches vorhanden ist, hervorrufen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Fernsteuerung der Kraft-Versorgung eines elektrischen Apparates bei gleichzeitigem Schutz des Kabels, das diesen Apparat mit einem Kraftversorgungskontaktgeber verbindet, wobei die Vorrichtung einen im Kabel befindlichen und durch einen isolierenden Kabelmantel und eine Erdrückleitung gebildeten Steuerkreis enthält, der durch eine Wechselstromquelle versorgt wird und in einer Steuerstation in der Nähe des elektrischen Apparates einen Gleichrichter und mindestens ein Steuerrelais des in seiner Nähe befindlichen Kontaktgebers enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerstation der Gleichrichter (16) in Reihe mit einem Rheostat (17) angeordnet ist, während der Kontaktgeber (15) durch den Arbeitskontakt eines Steuerrelais (14) gesteuert wird, dessen Wicklung in Reihe im Steuerkreis liegt, wobei diese Wicklung durch einen Kondensator

   (15) nebengeschlossen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung, wie eine Lampe oder eine elektromagnetische Vorrichtung, in Reihe mit dem Kondensator (15) im Nebenschlußkreis der Windung des Steuerrelais (14) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung eines Schutzrelais (22) in Reihe mit einem zweiten Gleichrichter (21) entgegengesetzt dem Gleichrichter

   (16) in der Steuerstation parallel zur Windung des Steuerrelais angeordnet ist, während der Ruhekontakt dieses Schutzrelais in dem Steuerkreis in Reihe liegt mit der Parallelanordnung des Steuerrelais (14) und des Kondensators (15)·
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Permanentmagnet (23) nach Einschaltung des Schutzrelais (22) dieses in Schaltstellung hält.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 861889;
   britische Patentschrift Nr. 378180;
   österreichische Patentschrift Nr. 41392.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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