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Gefahr des Übertrittes einer Hochspannung in die Niederspannungskreise durch vorhergehende Abschaltung der Hochspannungsanspeisungen zu der betreffenden, für die Niederspannungs-Zuschaltung vorgesehene Stelle zu begegnen. Damit nimmt man jedoch zwangsläufig das Risiko auf sich, dass trotz vermeintlicher Abschaltung die Hochspannung weiter anstehen kann, u. zw. bei nicht exakt vor sich gegangener Abschaltung der genannten Hochspannungs-Anspeisung (z. B. bei Hängenbleiben einzelner Schalterpole oder bei Verlust des Zangslaufes von Melde- und Hauptkontakten der Schalter bzw. Trenner) oder aber deshalb, weil in dem in Betracht kommenden, von der Hochspannungsanspeisung abgetrennten System die Möglichkeit zur Erzeugung einer EMK verbleibt, wie dies unter anderem bei rotierenden Maschinen, z.
B. auf Grund der Remanenz, oder bei Transformatoren, insbesondere auch bei Spannungswandlern, auf Grund der induktiven Kopplung mit einem andern Kreis, oder sonst aus irgend welchen andern Gründen der Fall sein kann. Hiebei erweist sich auch die Absicherung des Niederspannungskreises bzw. dessen dauernde betriebsmässige Erdung keineswegs als ausreichender Schutz, vor allem nicht im Hinblick auf die Verhinderung einer Gefährdung menschlichen Lebens, insbesondere nicht im Überschaltaugenblick (Ansprechverzug der Sicherungen).
Die erfindungsgemässe Einrichtung trägt den vorstehend beschriebenen Umständen Rechnung. Gegenstand der Erfindung ist nämlich eine Schutzeinrichtung fur eine Anlage mit einem Niederspannungs- und einem Hochspannungskreis, wobei der erstere mit dem letzteren betriebsmässig nach Abschaltung der Hochspannung galvanisch verbindbar ist, mit dem Kennzeichen, dass neben dem die Hochspannung abschaltenden Schalter und dem die Verbindung des Niederspannungskreises mit dem sonst Hochspannung führenden Kreis herstellenden Schalter eine den Hochspannungskreis kurzschliessende oder bzw. und erdende Schaltvorrichtung vorgesehen ist sowie eine Steuer- bzw. Verriegelungsanordnung einer an sich bekannten Art, die sicherstellt, dass erst nach einer Betätigung der letzteren Schaltvorrichtung der den Hoch- und den Niederspannungskreis verbindende Schalter schliessbar ist.
Diese Kurzschliessung bzw. Erdung soll dabei vorzugsweise so lange anhalten, dass die in solchen Fällen schon meist auf Grund der Vorschriften vorhandenen Schutzeinrichtungen wirksam werden, wenn tatsächlich bei der Kurzschliessung bzw. Erdung noch Hochspannung ansteht. (Abschaltung über vorgelagerte Leistungsschalter, Entregung, Meldung u. dg1.) Insbesondere kann die Dauer der Kurzschliessung bzw. Erdung über entsprechende Zeitglieder der längsten Auslösezeit eines in den Anspeisungssystemen vorhandenen, mit Zeitstaffelung
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Wahrscheinlichkeit gebannt ist. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die sonst fur den Bedienenden bestehende Gefährdung bzw. Lebensgefahr von grundlegender Bedeutung.
Zweckmässigerweise bleibt die Kurzschliessung bzw. Erdung bis nach erfolgter Zuschaltung des Niederspannungssystems aufrecht und es kann in Weiterbildung der Erfindung durch eine zuverlässige Verriegelung gewährleistet werden, dass die betriebliche Zusammenschaltung des Hoch- und des Niederspannungs-Systems nur im Zustand der genannten Kurzschliessung bzw. Erdung vor sich gehen kann.
Ein Anwendungsbeispiel für eine erfindungsgemässe Schutzeinrichtung stellt der Fall einer im Ankerkreis Hochspannung führenden, auch rotorseitig erregbaren Asynchronmaschine dar, deren Anker zum Zweck der Gleichstrombremsung, vorzugsweise über eine Automatik, an eine einem Niederspannungskreis entnommene Gleichspannung angeschlossen wird. Dieses Beispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es bedeutet --1-- die Asynchronmaschine,--2--den Schalter bzw. Trenner zum Hochspannungsnetz (z. B. 10 kV),--3--einen Schalter bzw. Trenner zur Erregungseinrichtung--E-- (z. B. eine Scherbius-Kaskade),--4--einen Schalter
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5 den erfindungsgemässPfeil--7--die Energierichtung und mit--I und II--die Bereiche der Hoch- bzw. der Niederspannung angegeben.
Entsprechend dem Vorgesagten wird nach Offnung der Schalter--2 und 3--und vor Schliessung des Schalters --6-- der Kurzschlussschalter --5-- geschlossen, u. zw. vorzugsweise für eine Zeit von z. B.
5 sec, die für das Ansprechen jedes schon vorhandenen Schutzes (z. B. Kurzschluss-überstrom-Differenzial-Erd-
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Ausrüstung vorhandene Schutzeinrichtungen sind die in der Zeichnung mit--SCH 1,2, 3--bezeichneten Einrichtungen. Ein durch die erfindungsgemässe Kurzschliessung bewirktes Ansprechen der den Ständerstrom überwachenden Schutzeinrichtung--SCH 1--wurde eine Auslösung der mit ihr durch strichlierte Linien verbundenen Schalter herbeiführen, wobei die netzseitig angeordnete Einrichtung --SCH 2-- als Reserveschutz dient.
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Des weiteren kann die Anordnung so getroffen sein, dass nur bei geschlossenem Schalter--5-- (und zur Vermeidung eines Kurzschlusses der Gleichspannung offenem Schalter--WS-) der Schalter-6-- geschlossen werden kann. Dies ist durch eine strichpunktierte Verbindung der beiden Schalter angedeutet und wird vorzugsweise zusätzlich zu einer elektrischen Verriegelung auch durch eine nichtelektrische, z. B. mechanische hydraulische oder pneumatische besondere Verriegelungseinrichtung erzielt bzw. sichergestellt.
Obwohl es genügen kann, dass die Schaltvorrichtung --5-- den Hochspannungskreis vor dem das
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wenn sich der Schalter --6-- schliesst, sollen sich also nach dem Vorstehenden die Schliesszeiten der Schalter - 5 und 6-- überlappen, wobei zweckmässigerweise eine Kurzschliessung der Niederspannung durch einen ihre erst nachträgliche Einschaltung z. B. durch entsprechende Verriegelung gewährleistenden Schalter--WS-- vermieden wird.
Um Spannungsverlagerungen gegen Erde zu vermeiden, kann mit der dreipoligen Kurzschliessung durch den Schalter--5--auch eine Erdung verbunden sein, indem etwa der Sternpunkt dieses Schalters--5--geerdet wird, wie in der Zeichnung strichliert dargestellt. Eine solche Erdung kann auch den Effekt des Kurzschliessen bedingen, sofern das System betriebsmässig bereits an einer andern Stelle (Mittelpunkt, Nullpunkt) geerdet ist.
Die durch die Erfindung vermiedene Gefährdung von Menschenleben ist sonst durch den Umstand gegeben, dass der Gleichrichter-BG--sowie die zugehörigen Apparate und galvanisch verbundenen Anlagen und unter
Umständen auch das gesamte mit ihm gekoppelte System nur für Niederspannungen isoliert sind und deshalb bei Übertritt von Hochspannung berührungsgefährlich werden.
Nach einem weiteren engeren Erfindungsgedanken kann im Kurzschlusskreis, insbesondere unmittelbar vor oder nach dem Kurzschluss-bzw. Erdungsschalter--5--eine Strornerfassungseinrichtung--SCH 3-- vorgesehen sein, deren Einstellung, praktisch unabhängig von den sonstigen betriebsmässigen Schutzeinrichtungen (z. B. SCH 1, SCH 2) so nieder wählbar ist, dass das Vorhandensein einer EMK in jeder beliebigen, z. B. auch nur sehr kleinen Höhe erfasst werden kann. Man kann dann mit Vorteil die Anordnung so treffen, dass bei
Ansprechen dieser Erfassungseinrichtung--SCH 3--die Aufhebung der Kurzschluss- bzw.
Erdungsschaltungs, also die Öffnung des Schalters--5--, oder/und die Zuschaltung des Niederspannungskreises, also die
Schliessung des Schalters--6--etwa durch ein Verriegelungssystem verhindert wird.
Eine weitere Variante der Erfindung besteht darin, dass in die Verbindung zwischen dem
Hochspannungskreis (Ankerkreis der Maschine--1--) und einem Punkt, an dem sowohl der Kurzschliesser --5-- als auch der Niederspannungsschalter--6--liegt, eine Stromerfassungseinrichtung (Überstrom- oder
Kurzschlussschutz, z. B. Sicherungen--Si--) gelegt ist, die anspricht und dabei die genannte Verbindung zum
Hochspannungskreis möglichst allpolig auftrennt, wenn bei der vor der Schliessung des Schalters --6-- für die Niederspannung erfolgenden Betätigung des Kurzschliessers bzw. Erders --5-- mangels vollkommener
Spannungsfreiheit des Hochspannungskreises ein Stromfluss einer bestimmten Mindesthöhe zustande kommt.
Auf diese Weise (nämlich bei geschlossenem Schalter--5--) kann auch der betrieblich auf die Anspeisung von der Niederspannungs-Gleichstromseite abgestimmte Uberstrom- bzw. Kurzschlussschutz Siden beabsichtigten
Schutzzwecken dienen.
Spannungsüberwachungen erweisen sich als alleinige Schutzmassnahmen meist als nicht hinlänglich verlässlich, zumal ja ein sehr grosser Unterschied zwischen der betrieblichen Hoch- und Niederspannung besteht, wobei die Spannungs-Messsysteme auch in Anbetracht des hohen Dauer- und des geringen Ansprechwertes meist überfordert sind und auch entsprechend abgesichert werden müssen, so dass die hier erforderliche unbedingte Betriebssicherheit trotz allen Aufwandes nicht gegeben ist. Man kann aber die Anordnung so treffen, dass der Hochspannungskreis vor seiner Kurzschliessung (Erdung) bzw. Verbindung mit dem Niederspannungskreis mittels einer Spannungserfassungseinrichtung überwacht wird, wobei jedoch diese Massnahme nicht den alleinigen Schutz gegen Gefährdungen darstellt, sondern nur als Voraussetzung für die Kurzschliessung bzw.
Erdung dient, indem sie diese Schalthandlungen bzw. auch die Verbindung mit dem Niederspannungskreis erst freigibt, soferne der Spannungswert unter einem bestimmten Mass liegt.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Schutzeinrichtung für eine Anlage mit einem Niederspannungs- und einem Hochspannungskreis, wobei der erstere mit dem letzteren betriebsmässig nach Abschaltung der Hochspannung galvanisch verbindbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass neben dem die Hochspannung abschaltenden Schalter (2 bzw. 3) und dem die Verbindung des Niederspannungskreises mit dem sonst Hochspannung führenden Kreis herstellenden Schalter (6) eine den Hochspannungskreis kurzschliessende oder bzw. und erdende Schaltvorrichtung (5) vorgesehen ist sowie eine Steuer- bzw. Verriegelungsanordnung einer an sich bekannten Art, die sicherstellt, dass erst nach einer Betätigung der letzteren Schaltvorrichtung (5) der den Hoch- und den Niederspannungskreis verbindende Schalter (6) schliessbar ist.
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