DE973444C - Einrichtung zur UEberwachung von Drehstromsystemen auf ohmsche Ableitungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Uberwachung von Drehstromsystemen auf ohmsche Ableitungen Zusatz zum Patent 971 635 Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung von Drehstromsysltemen auf ohmsche Ableitungen, bei der mindestens zwei Netzpole über Widerstände mit einem gemeinsamen Punkt verbunden sind, der seinerseits über ein Anzeigegerät od. dgl. an Erde gelegt ist, bei der i.n Reihe mit den Widerständen in ein und derselben Richtung wirkende Gleichrichter eingeschaltet sind und bei der der in der gemeinsamen Erdleitung fließende, über die ohmschen Ableitungen des Netzes sich schließende Gleichstrom als Maß für die ohmschen Ableitungen, vorzugsweise durch kontinuierliche Anzeige seiner Größe in einem Meßgerät, dient, nach Patent 971 635. Bei solchen Geräten ist es bekannt, neben dem Muttergerät ein oder mehrere Tochtergeräte vorzusehen, die den infolge von Isolationsfeblern zum Fließen kommenden Meßgleichstrom zur Anzeige, Schaltung u. dgl. an entfernten Stellen benutzen.
• Die bekannten Schaltungen dieser Art haben insbesondere den Nachteil, daß die Tochtergeräte und ihre oftmals langen und schwer überprüfbaren Verbindungsleitungen ebenso wie das Muttergerät starkstrommäßig geschützt ausgeführt werden müssen. Das ist besonders nachteilig für Grubenanlagen, in denen schlagwettergeschützte Ausführung verlangt wird.
• Bei der Fernmessung von Wechselströmen in Untertageanlagen ist es bekannt, die Fernübertragungsleitung dadurch eigensicher zu machen, daß ein Meßwertwandler mit sekundärseitig über eine Stromteilerschaltung angeschlossener Fern- meßleitung vorgesehen ist. Dabei spielt die Größe der Spannung an der Anschlußstelle des Fernmeßgerätes keine Rolle. Es handelt sich bei dieser bekannten Schaltung darum, einen zu messenden Wechselstrom von der Größenordnung der Sekundärströme normaler Wandler (gA bzw. iA) in einen ihm proportionalen Gleichstrom so geringer Stärke zu verwandeln, daß für dieFernübertragung dieses Gleichstromes Eigensicherheit gewährleistet ist. Bei der vorliegenden Erfindung dagegen handelt es sich um die Aufgabe, den schon an sich sehr schwachen (unter der Eigensicherheitsgrenze von 20 mA liegenden) Meßgleichstrom eines galvanisch mit dem Netz verbundenen Isolationsüberwachungsgerätes so fernzuübertragen, daß beliebige Störungen in dieser Fernübertragungsleitung keine Rückwirkung auf die Funktion des Isolationsüberwachungsgerätes haben. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden daß in der gemeinsamen Erdleitung ein mit einem Punkt an Erde liegender ohmscher Hilfswiderstand vorgesehen ist, der klein gegenüber dem gesamten Meßkreiswiderstand ist, so daß seine Überbrückung keine wesentliche Änderung des Meßstromes bewirkt, und dessen Enden zum Anschluß von Tochtergeräten zur Anzeige od. dgl. dienen. Daß man früher nicht auf den Gedanken gekommen ist, für Tochtergeräte in Isolationsüberwachungseinrichtungen von der an sich bekannten Widerstandsnebenschlußschaltung Gebrauch zu machen, kann darauf zurückgeführt werden, daß bei der Isolationsüberwachung bereits im Muttergerät sehr kleine Meßströme vorliegen, so daß es nicht nahe lag, hieraus noch einen Teilstrom für die Anzeige in Tochtergeräten abzuleiten; denn dieser Teilstrom soll ja die Anzeige im Muttergerät nicht wesentlich beeinflussen. Ferner ergibt sich dadurch die vorteilhafte Möglichkeit, das Tochtergerät mit nur einer Leitung zu betreiben, und zwar mit einer nur schwachstrommäßig isolierten Leitungsader, die an das nicht geerdete Ende des Hilfswiderstandes angeschlossen wird, während das Tochtergerät mit seinem anderen Pol unmittelbar an Erde gelegt ist. Besonders für schlagwettergefährdete Gruben ist es wesentlich, daß die Meßleitung für das Tochtergerät nur eine geringe Spannung gegen Erde führt und daß ihre Unterbrechung keine zündfähigen Funken ergibt. Die Meßleitung für das Tochtergerät ist somit eigensicher und braucht nicht besonders geschützt verlegt zu werden. Da Strom und Spannung sehr gering sind, braucht auch das Tochtergerät nicht schlagwettergeschützt ausgeführt zu sein, sondern kann in einem gewöhnlichen Gußkasten mit normaler Schauscheibe angeordnet werden und muß nur gegen mechanische Beschädigungen geschützt sein. Würde man, wie es bisher üblich war, ein zweites Anzeigeinstrument mit zwei Leitungen, etwa in einfacher Reihenschaltung mit dem Muttergerät verwenden, so fielen diese Vorteile der Eigensicherheit fort.
• Zur betriebsmäßigen Prüfung des t)berwachungsgerätes kann man in die nach Erde führende Leitung des Meßpfades, und zwar vor den Hilfswiderstand und die Abzweigung des Parallelzweiges für das Tochtergerät einen Umschalter legen, der in seiner Betriebsstellung eine Verbindung über den Hilfswiderstand nach Erde herstellt, während er in ein oder zwei verschiedenen Prüfs;tellungen den Meßpfad über einen Prüfwiderstand oder unmittelbar an eine Phase des zu überwachenden Netzes oder an dessen Sternpunkt legt. Dadurch kann die nach Erde führende Leitung vorübergehend von Erde getrennt und zur Nachbildung eines Erdschlusses oder eines Isolationsfehlers unmittelbar oder über einen Widerstand an das Netz gelegt werden. Da bei dieser Prüfung also die Netzspannung unmittelbar oder über einen Prüfwiderstand am Gerät liegt, ist es zweckmäßig, daß die Tochtergeräte mit ihren Zuleitungen in den Prüfstellungen des Umschalters aus dem Meßpfad ausgeschaltet sind. Dadurch wird vermieden, daß die zu den entfernten Anzeigeinstrumenten, Schaltern od. dgl. führenden Leitungen eine Spannung gegen Erde annehmen, die eine starkstrommäßige Isolation dieser Leitungen erforderlich machen würde.
• Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Abbildung zeigt ein überwachungsgerät für ein Drehstromnetz. An das Netz N ist eine aus Widerständen I, 2, 3, Gleichrichtern 4, 5, 6 und einem in kQ-geeichten Anzeigeinstrument 7 bestehende bekannte Isolationsmeßeinrichtung angeschlossen, die einen Prüfschalter 8 enthält. In seiner Stellung 1 (Betrieb) fließt der Meßstrom bestimmungsgemäß nach Erde. In die vom Prüfschalter 8 nach Erde führende Leitung 9 ist ein Widerstand lo eingeschaltet. Zwischen Prüfschalter und Widerstand 10 ist über eine Leitung 1 1 und einen Widerstand 12 zur Tochteranzeige an entfernter Stelle ein Anzeigeinstrument 13 angeschlossen und mit seinem anderen Pol an Erde gelegt. Parallel zum Widerstand IO liegt ein Kondensator 14, der die Oberwellenspannungen des Meßstromes nach Erde ableitet. Die Widerstände 10 und 12 sind klein gegen die Meßkreiswiderstände r, 2, 3, aber groß gegen den Widerstand der Leitung II, so daß verschieden lange Leitungen keine merkliche Veränderung des Stromes im Anzeigeinstrument 13 bewirken.
• Die Prüfstellungen II und III des Prüfschalters 8 trennen das Isolationsübenvachungsgerät von Erde ab und stellen über einen Prüfwiderstand 15 (Schalterstellung II) oder direkt (Schalterstellung III) eine Verbindung zu einer Phase des Netzes oder zu dessen Sternpunkt her. Das Tochtergerät 13 ist hierbei völlig abgetrennt. Durch die Bemessung des Widerstandes 10 im Verhältnis zu den Meßkreiswiderständen I, 2, 3 ist es praktisch ohne Einfluß auf die Anzeige am Hauptgerät 7, ob das Tochtergerät 13 angeschlossen ist oder nicht. Um die Empfindlichkeit der Tochteranzeige bei kleinem Zeigerausschlag vorübergehend zu erhöhen, kann eine Taste 16 angebracht sein, die den Widerstand 12 oder einen Teil desselben überbrückt.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich. So ist die Anordnung des Hilfswiderstandes lo nicht an das Vorhandensein des beschriebenen oder eines anderen Prüfschalters gebunden; es ist aber bei Verwendung eines Prüfschalters wichtig, daß der Hilfswiderstand 10 mit seinem einen Ende stets fest an Erde liegt. Weiterhin kann die Leitung auch zweiadrig ausgeführt werden, wenn z. B. an der Stelle des Tochtergerätes eine brauchbare Erdungsmöglichkeit nicht zur Verfügung steht. Der Kondensator 14 kann auch am anderen Ende der Leitung ii liegen und dort den Widerstand 12 und das Tochtergeräts 3 überbrücken.
• Schließlich ist die Erfindung auch in Verbindung mit Isolationsüberwachungseinrichtungen anderer Art, insbesondere solchen, die mit aufgedrückter Gleichspannung arbeiten, sinngemäß zu gebrauchen.
• PATENTANSPRSCHE: I. Einrichtung zur Überwachung von Drehstromsystemen auf ohmsche Ableitungen, bei der mindestens zwei Netzpole über Widerstände mit einem gemeinsamen Punkt verbunden sind, der seinerseits über ein Anzeigegerät od. dgl. an Erde gelegt ist, bei der in Reihe mit den Widerständen in ein und derselben Richtung wirkende Gleichrichter eingeschaltet sind und bei der der in der gemeinsamen Erdleitung fließende, über die ohmschen Ableitungen des Netzes sich schließende Gleichstrom als Maß für die ohmschen Ableitungen, vorzugsweise durch kontinuierliche Anzeige seiner Größe in einem Meßgerät, dient, nach Patent 971 635, dadurch gekennzeichnet, daß in der gemeinsamen Erdleitung ein mit einem Punkt an Erde liegender ohmscher Hilfswiderstand(Io) vorgesehen ist, der klein gegenüber dem gesamten Meßkreiswiderstand ist, so daß seine Überbrückung keine wesentliche Ende rung des Meßstromes bewirkt, und dessen Enden zum Anschluß von Tochtergeräten (I3) zur Anzeige od. dgl. dienen.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zum Hilfswiderstand (in) liegenden Tochtergeräte (13) mittels nur einer schwachstrommäßig isolierten Leitungsader (ihr) an das nicht geerdete Ende des Hilfswiderstandes angeschlossen und mit ihrem anderen Pol unmittelbar an Erde gelegt sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die nach Erde führende Leitung des Meßpfades, und zwar vor -den Hilfswiderstand (10) und die Abzweigung des Parallelzweiges (11), ein Umschalter (8) gelegt ist, der in seiner Betriebsstellung (I) eine Verbindung über den Hilfswiderstand (i o) nach Erde herstellt, während er in ein oder zwei verschiedenen Prüfstellungen (II, III) den Meßpfad über einen Prüfwiderstand (I5) oder unmittelbar an !eine Phase des zu überwachenden Netzes oder an dessen Sternpunkt legt.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tochtergeräte (I3) mit ihren Zuleitungen ( I I ) in den Prüfstellungen (II, III) des Umschalters (8) aus dem Meßpfad ausgeschaltet sind.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Parallelzweig (11) zum Hilfswiderstand (Io) ein Vorwiderstand (12) gelegt ist, der groß gegenüber dem Leitungswiderstand des Parallelzweiges ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anfang oder das Ende des Parallelzweiges ( I I ) ein Kondensator ( I 4) gelegt ist, der die Oberwellenspannungen des Meßstromes nach Erde ableitet.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 660 717; Werbedruckschrift der Fa. Hartmann & Braun AG, Frankfurt (Main), »Elektrische und wärmetechnische Messungen«, 4. Auflage, I950, S. 12, Bild 22; Werbedruckschrift der Fa. Siemens & Halske AG, Berlin und München, »Netzprüfgerät dUR I467 für Niederspannungsnetze unfer Tage«, Bestell-Nr.

   B I343, Schaltplan 2; W. Jaeger, »Elektrische Meßtechnik«, Leipzig, 1917, Fig. 4I2, S.342; »Neues aus der Technik« vom I.4. 1953, 5. 4; A. Stormanns, »Stand und Entwicklung der Schutzmaßnahmen elektrischer Anlagen in Bergwerken unter Tage«, S. I22; Unterlagen der deutschen Patentanmeldungen F 7965 VIIIc/21 e (bekanntgemacht am 2. 10. I952), p 5156 VIIIc/21e (bekanntgemacht am 8. 3. I95I); »Archiv für techn. Messen«, ATM-BlattV32I3-I, Dezember I932, Abs. I.