DEM0020511MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 22. Oktober 1953 Bekanntgemacht am 15. November 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für Beleuchtungsnetze, insbesondere in Bergwerken zur Speisung von Beleuchtungskörpern, vor Ort.

Die Beleuchtung vor Ort wurde bisher durch einphasige Linien erzielt, welche entweder durch besondere Schaltschränke kontrolliert oder mittels besen derer Abzweigdosen aus den Steuergeräten, die den Drehstrom für die Abbaumaschinen liefern, herausgeführt wurden. Drehstrombeleuchtungsnetze wurden kaum benutzt, da eine ausreichende Sicherung dieser Netze gegen Explosionsgefahr in wettergefährdeten Gruben auf große Schwierigkeiten stieß.

Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer Schutzschaltung, , welche es gestattet, Dreh-Stromnetze mit ausreichender Sicherheit für die Beleuchtung vor Ort in wettergefährdeten Gruben zu benutzen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, die Sicherheit der Verteilung im Falle eines Phasenbruches zu gewährleisten, und zwar mit anderen Mitteln als denen, welche in Netzen verwendet werden, die zur Speisung von Drehstrommotoren dienen.

Der erfindungsgemäße Zweck wird durch eine Schutzvorrichtung erreicht, welche aus einem mit Gleichstrom, der durch einen am Leitungsende be-

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findlichen Gleichrichter erzeugt wird, gespeisten S teuer lei tar und einem am Beginn der Leitung aufgestellten Fehilerrelais· besteht, welches die Leitung abschaltet, sobald ein Wechselstrom in dem Steuerdraht fließt, wobei am Ende der Leitung ein Transformator vorgesehen ist, dessen mit der Leitung verbundene Oberspannungswicklung in Stern geschaltet ist und an dessen in offenem Dreieck geschaltete Unterspannungswicklung eine Gleichrichterbrücke angeschlossen ist, die ein Relais speist, welches einen den Gleichrichter des Steuerleiters überbrückenden Kreis öffnen, und schließen kann.

Die üblichen zusätzlichen Schutzmaßnahmen gegen Überlastung und ■ Kurzschluß sowie gegen I sol at ions fehler zwischen Phasenleitern und Erde, Phasen- und Steuerleitern, Steuerleitern und Erde, ferner gegen Leiterbruch der Steuerleiter und Leiterbruch oder Anwachsen des Widerstandes des Schutzleiters werden durch bekannte Mittel erzielt und bilden daher keinen Gegenstand der Erfindung.

Nachstehend wird an Hand der Zeichnung ein

Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, ohne daß diese jedoch auf das angeführte Beispiel beschränkt werden soll.

In dem in der Zeichnung dargestellten Schaltschema stellt das strichliert gezeichnete Quadrat ι den am Anfang der Drehstromleitung vorgesehenen Schaltschrank, nachstehend Kopf schrank genannt, dar. Das ebenfalls strichliert gezeichnete Quadrat! 2 ist ein am Ende der Leitung vorgesehener Geräteschrank, nachtstehend Endschrank genannt. Im Kopfschränk 1 sind untergebracht: der Hauptleistungsscihalter 3; der Transformator 4, welcher die Verteilerspannung auf . die Beleuehtungsspannung herabgespannt; das Schütz 5 mit seiner lichtspannungsgespeisten Haltespule 6; das thermomagnetische, mit Sperrung versehene Relais 7, dessen Unterbrechungskontakt 8 im Speisekreis der Haltespule6 liegt; der Widerstand 10 und der Gleichrichteir in Brückenschaltung 11, welche in Serie zwischen dem niederspannungsseitigen Nullpunkt 9 des Transformators· 4 und dem Schutzleiter 12 geschaltet: sind; das Fehlerrelais 13, das an den Gleichstromklemmen des Gleichrichters 11 liegt; der Transformator 15, welcher dem Steuerkfeis 29 eine niedrige sogenannte: Sicherheitsspannung von etwa 24 oder 48 Volt liefert; das Steuerrelais 16, dessen Spule im Steuerkreis 29 und dessen Kontakt 17 im Speisekreis der Haltespule6 liegt; der Schalter 19, der zum öffnen und Schließen des Speisekreises der Haltespule 6 dient, und schließlich die Signallampe 18 zwischen dem Phasenleiter c und dem Speisekreis der Haltespule 6. Mit 20, 31, 32, 33, 34 sind Leuchten bezeichnet, welche vom Drefostromnetz 30 gespeist werden und die die zugehörigen Sdgnaldruekknöpfe 20', 31', 32', 33', 34' tragen, von denen 20' und 34' im Steuerkreis liegen. Die beiden. Enden des Steuerkreises sind mit dem Schutz- (Erd-) Leiter 12 verbunden.

Im Endschrank 2 sind untergebracht: der Transformator 21, dessen Oberspannungs wicklung in Stern und dessen Unterspannungswicklung in offenem Dreieck geschaltet ist. Zwischen den Klemmen m und η der letzteren liegt der Gleichrichter in Brüpkenschaltung 22. An die Gleichstromklemmen 0 und p des letzteren ist die Spule des Relais 23 angeschlossen, dessen Kontakt 24 in einem Kreise liegt, der den Widerstand 25 und den Gleichrichter 26 überbrückt, wobei dlie letzteren im Steuerkreis 29 liegen.

Die Schutzschaltung funktioniert wie folgt: In Ruhestellung, d. h. wenn das Lichtnetz 30 außer Betrieb ist, sind, das Schütz 5, der Schalter 19 sowie die Kontakte 17 und 24 geöffnet, hingegen der Leistungsschalter 3, die Kontakte 8, 20' und .34' geschlossen. Um das Schütz 5 zu schließen und das Netz 30 unter Spannung zu setzen, wird der Schalter 19 geschloissen. Hierdurch wird der Steuerkreis 29 geschlossen, in dem dann ein vom Gleichrichter 26 gelieferter Gleichström (vom Transformator 15 gelieferter gleichgerichteter Wechselstrom) zu fließen beginnt. Dieser fließt auch durch die Spule 16 und bewirkt die Schließung des Kontaktes 17, somit auch die Schließung des Speisekreises der Haltespule 6 und¹ damit wieder diejenige des Schützes 5.

Beim Auftreten einer Überlastung oder eines Kurzschlusses spricht das Relais 7 an,, öffnet seinen Kontakt 8, unterbricht dadurch den Kreis der Spule 6 und beiwirkt die Öffnung des Schützes 5, d: h. die Außerbetriebsetzung des Lichtnetzes 30.

Beim Auftreten eines Schlusses Phasenleiter— Erde entsteht ein Fehlerstrom (in der Zeichnung symbolisch durch einen mit einfacher Spitze versehenem Pfeil angedeutet), der vom Fehlerpunkt über Erde, den Gleichrichter n, den Widerstand 10, den Nullpunkt 9 zurück zum Fehlerpunkt fließt. Dieser Fehlerstrom bewirkt zwischen den Klemmen h und i des Gleichrichters 11 eine Spannung, die das Relais 13 zum. Ansprechen bringt, welches dann durch Öffnung seines Kontaktes 14 den Speisekreis der Haltespule 6 unterbricht und das Schütz 5 zum Abfallen, bringt.

Beim Auftreten eines Schlusses zwischen Phasen- und Steuerleiter fließt der entstehende Fehlerstrom (durch einen Pfeil mit, zwei Spitzen angedeutet) statt durch Erde durch den' Steuerleiter, sonst aber durch den gleichen Kreis wie vorgehend beschrieben, und öffnet das Schütz 5 in gleicher Weise.

Im Falle eines Schlusses zwischen Steuerleiter und Erde, ζ. B. im Punkt X, wird der Gleichrichter 26 kurzgeschlossen, so daß der durch.den Steuerkreis fließende Strom nicht mehr gleichgerichtet ist, sondern, im Steuerkreis Wechselstrom fließt. Das Relais 16 ist dann nicht mehr erregt, öffnet seinen Kontakt 17 und damit den Speisekreis der Haltespule 6 und bewirkt: die Öffnung des Schützes 5.

Bei einem Leiterbruch des Steuer- oder des Schutz- (Erd-) Leiters hört der Gleichstrom auf zu fließen. Das Relais 16 öffnet daraufhin seinen Kontakt 17 und bewirkt das Abfallen des Schützes 5.

Gemäß der Erfindung wird der Schutz des Lichtnetzes im Falle eines Phasenleiterbruchs durch den Transformator'21 erzielt. Wie erwähnt, sind dessen Unterspannungswicklungen· in offenem Dreieck ge-

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schaltet. Solange die Drehstromleitung 30 unbeschädigt ist, herrscht zwischen den Klemmen m und »-des offenen Dreiecks keine Spannung. Sobald jedoch eine Phase des Netzes unterbrochen wird (Leiterbruch), ist der Gleichgewichtszustand des Transformators 21 gestört. Die'Summe der Ströme in der Sekundärwicklung ist jetzt nicht mehr gleich Null, sondern zwischen den Klemmen m und η tritt eine Spannung auf, die den Gleichrichter 22 speist, der dann dem Relais 23 Strom liefert. Dieses schließt daraufhin seinen Kontakt 24, wodurch der Gleichrichter 26 kurzgeschlossen wird und: somit im Steuerkreis Wechselstrom fließt, was, wie vorstehend beschrieben, die Öffnung des Schützes 5 zur Folge hat.

Bekanntlich werden die Lichtleitungen unter Tage durch kurzzeitiges Ausschalten des Lichtes zu Signalzwecken benutzt.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung gestattet die Signalgebung in der bisher üblichen Weise durch - Betätigung der auf den Leuchten angebrachten Signaldruckknöpfe. Im Schaltungsschema sind nur zwei Signalknöpfe als im Steuerkreis befindlich dargestellt. Selbstverständlich können jedoch beliebig viele Signalknöpfe in den Steuerkreis eingeschaltet werden. Wird ein solcher Druckknopf betätigt, so¹ wird der Steuerkreis unterbrochen und das Schütz 5, wie weiter oben beschrieben, geöffnet. Alle Lampen erlöschen daraufhin. Sobald der Druckknopf wieder losgelassen wird, ist der Steuerkreis wieder geschlossen, der Gleichstrom fließt wieder, der Kontakt 17 und damit das Schütz 5 schließen sich, und das Licht geht wieder an.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Schutzvorrichtung für dreiphasige Beleuchtungsanlagen, insbesondere in Gruben vor Ort, bestehend aus einem mit Gleichstrom, der durch einen am Leiitungsende befindlichen Gleichrichter erzeugt wird, gespeisten S teuer leiter und einem am Beginn der Leitung aufgestellten Fehlerrelais, welches die Leitung abschaltet, sobald ein Wechselstrom in dem Steuerdraht fließt, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Leitung ein Transformator vorgesehen ist, dessen mit der Leitung verbundene Oberspannungswicklung in Stern geschaltet ist und an dessen in offenem Dreieck geschaltete Unterspannungswicklung eine Gleichrichterbrücke angeschlossen ist, die ein Relais speist, welches einen den Gleichrichter des Steuerleiters überbrückenden Kreis öffnen und schließen kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen