DE1051367B - Schutzschaltung fuer Beleuchtungsanlagen, insbesondere fuer Betriebe unter Tage - Google Patents
Schutzschaltung fuer Beleuchtungsanlagen, insbesondere fuer Betriebe unter TageInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/005—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for remote controlled apparatus; for lines connecting such apparatus
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- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Description
JÖDk
In Betrieben unter Tage wird wegen der erhöhten Gefahrenmomente verlangt, daß die Beleuchtungsanlagen
bei Störungen selbsttätig abgeschaltet werden. Die Störungen beziehen sich insbesondere auf
den Erdschluß einer Phase des Lichtnetzes und auf eine merkliche Vergrößerung des Widerstandes des
geerdeten Schutzleiters, z. B. Bruch des Leiters, an den alle Beleuchtungsarmaturen angeschlossen sind.
Darüber hinaus verlangt man, daß durch kurzzeitiges Ausschalten der Beleuchtungsanlage die Möglichkeit
besteht, von jedem beliebigen Betriebspunkt aus Lichtsignale geben zu können. Bei bekannten Anlagen erreicht
man dies dadurch, daß eine der Netzphasen schleifenartig verlegt ist und in der durchgeführten
Phase, Signalphase genannt, Unterbrechungsschalter angeordnet sind, durch die die gesamte Anlage ausgeschaltet
werden kann.
Bei der Unterbrechung der in der Phase verhältnismäßig großen Ströme kann es leicht zur Funkenbildung
kommen, wodurch anstehende Schlagwetter zur Explosion gebracht werden können. Für derartige
Beleuchtungsanlagen sind Überwachungsgeräte entwickelt worden, die einmal die Beleuchtungsanlage
auf Fehler überwachen und außerdem das Signalisieren mit der Anlage durch willkürliches Unterbrechen
des Überwachungsstromkreises ermöglichen. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art wird
dem Schutzleiter über Widerstands- und/oder Gleichrichterschaltungen am Ende der Leitung ein Überwachungsstrom
bestimmter Größe überlagert. Bei Änderung oder Unterbrechung dieses Überwachungsstromes wird das Lichtnetz über den Schutzleiter und
das Schütz abgeschaltet. Diese Einrichtungen befriedigen aber insofern nicht, da der Überwachungsstrom
noch so groß ist, daß beim Signalisieren und bei fehlerhaften Unterbrechungen des Schutzleiters zündfähige
Funken auftreten können.
Es sind daher Schutzschaltungen bekanntgeworden, bei denen ein Differentialrelais mit zwei Wicklungen
verwendet wird, von denen eine die Vergleichswicklung ist und die andere die Signal- und Überwachungsschleife enthält. Bei Änderungen des Stromes in der
Signal- und Überwachungsschleife wird das Gleichgewicht des Differentialrelais gestört und die Anlage
ausgeschaltet. Außerdem sind Schaltungen bekannt, bei denen in der Signal- und Überwachungsschleife
ein gepoltes Relais mit einer oder mehreren Wicklungen vorgesehen ist. Dabei wird die Stromrichtung
in der Überwachungsschleife geprüft und bei einer Störung des Stromes durch Bruch oder Schluß der
Phasen der Überwachungsschleife die Anlage ausgeschaltet. Bei diesen Arten von Schaltungen läßt sich
zwar der Strom in der Überwachungsschleife sehr klein halten, jedoch sind außer dem in der Über-Schutzschaltung
für Beleuchtungsanlagen, insbesondere für Betriebe unter Tage
Anmelder:
LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22
Dipl.-Ing. Joseph. Gonsior, Essen,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
wachungsschleife angeordneten Relais noch zwei oder drei weitere Relais erforderlich, um alle Arten von
Steuer- oder Störungsvorgängen der zu schützenden Leitung erfassen zu können. Es ist weiterhin bereits
bekannt, bei Schutzschaltungen als Verstärkerelemente Röhren vorzusehen, damit der Strom in der
Überwachungsschleife sehr niedrig gehalten werden kann, so daß bei Signalisieren und bei fehlerhaften
Unterbrechungen des Schutzleiters keine zündfähigen Funken auftreten können.
Bei einer bekannten Schutzschaltung wird über eine Widerstandsbrücke einem Überwachungsstromkreis,
der aus einer besonderen Hilfsphase, einem Widerstand am Ende der Leitung und dem geerdeten
Schutzleiter besteht, ein Gleichstrom überlagert. Bei Änderung oder Unterbrechung dieses Gleichstromes
verschiebt sich das Potential an den einzelnen Widerständen der Widerstandsbrücke. Diese Potentialänderung
wird zum Steuern eines Röhrenverstärkers benutzt, der über ein Relais das Lichtnetz ausschaltet.
Weiterhin ist eine Schaltung bekannt, bei der in der Überwachungsschleife ein Widerstand vorgesehen
ist, an dem eine Spannung als Gitterspannung für eine als Einschaltrelais dienende Ionenröhre abgegriffen
wird. Hier dient jedoch die Röhre in erster Linie als Schaltelement. Die Überwachung der Anlage
während des Betriebes erfolgt durch ein von der Röhre völlig unabhängiges Relais.
Bei allen diesen bekannten Schutzeinrichtungen können entweder nicht alle an der zu schützenden
Leitung möglichen Fehler oder Steuervorgänge erfaßt werden, oder es sind mehrere Relais erforderlich, so
daß die Schutzeinrichtungen entsprechend teuer werden. Es besteht daher die Forderung nach einer mit
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einfachen Mitteln arbeitenden Schutzschaltung, die außerdem in sicherer Weise sämtliche auf der zu
schützenden Leitung vorkommenden Fehler oder Steuervorgänge erfaßt.
Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für Beleuchtungsanlagen, insbesondere für Betriebe unter
Tage, mit einer parallel den Leitungsphasen liegenden, aus einem Schutzleiter und einer mit Signalschaltern
versehenen Signalphase bestehenden Überwachungs- und Signalschleife, die im ungestörten
Zustand einen Überwachungsstrom führt, der gleichzeitig eine Teilwicklung eines Differentialtransformators
durchfließt und die Amperewindungen einer anderen von Störungen unabhängig gespeisten Teilwicklung
aufhebt.
Erfindungsgemäß ist eine dritte Teilwicklung an der Primärseite des Differentialtransformators mit
dem Nullpunkt des Netzes verbunden, und diese Teilwicklung stört bei einem Erdschluß einer Netzphase
das Gleichgewicht des Differentialtransformators. Außerdem ist an der Sekundärseite des Differentialtransformators
eine gittergesteuerte Elektronenröhre mit einem Relais geschlossen, das sowohl als Steuerrelais
beim Betätigen der Signalschalter als auch als Überwachungsrelais bei Störungen die Ein- bzw. Ausschaltung
der Anlage herbeiführt.
Bei dieser Schaltung wirken sich sowohl alle Signalbzw.
Steuervorgänge als auch alle Störungen in einer Gleichgewichtsstörung des Differentialtransformators
aus. Dadurch lassen sich sämtliche Signal-, Steuer- und Störungsvorgänge mit einem einzigen Relais erfassen.
Für den Aufbau der Schaltung sind daher im wesentlichen lediglich ein Differentialtransformator,
eine Elektronenröhre und ein Relais erforderlich.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung Bezug genommen.
R und T sind die Eingangsphasen des Lichtnetzes. Daran ist ein zweipoliges Schütz angeschlossen, das
aus der Schaltspule c und den Schaltkontakten C1 besteht.
In dem Stromkreis der Schaltspule ist ein Arbeitshilfskontakt dt des Überwachungsrelais d angeordnet.
Das Überwachungsrelais d liegt in dem Anodenstromkreis einer Verstärkerröhre p. Der Überwachungsstromkreis,
der aus der Signalphase 5 mit den eingebauten Unterbrechungsschaltern b, einem
Strombegrenzungswiderstand rs und dem Schutzleiter
SL besteht, wird von einem Transformator W1, der
vor den Schaltkontakten C1 angeordnet ist, gespeist.
Weiterhin ist ein Differentialtransformator w2 vorhanden,
dessen Primärwicklung aus drei im gleichen Sinn gewickelten Spulen mit den Anzapfungen 1 bis 4
besteht. Der Teilwicklung I3 2 wird über den Transformator
W1 ein Strom bestimmter Größe aufgedrückt,
der durch den Vorschaltwiderstand T1 begrenzt wird.
Über die Widerstände r2 und r3, den Schutzleiter SL,
die Signalphase 6" und die Signalschalter b erhält die
Teilwicklung 2, 3 von dem Transformator W1 einen
Strom, der im entgegengesetzten Sinn wie der Strom durch die Wicklung I3 2 die Wicklung 2, 3 durchfließt.
Diese beiden Ströme sind so abgeglichen, daß sich im ungestörten Zustand ihre magnetischen Wirkungen
aufheben. In der Sekundärwicklung 53 6 des Differentialtransformators wird also bei ungestörtem
Lichtnetz keine Spannung induziert. Diese Ausgangswicklung ist über Gleichrichterschaltungen n2 und M3
mit der Anode und dem Gitter der Verstärkerröhre verbunden. Außerdem liegt zwischen dem Gitter und
der Anode der Röhre noch ein hochohmiger Widerstand r4. Solange in der Sekundärwicklung des Differentialtransformators
keine Spannung induziert wird, hat das Gitter das gleiche Potential wie die Kathode.
Die vom Strom durchflossen Röhre erhält das Relais d erregt, und der Arbeitshilfskontakt dt des Relais läßt
das Schütz c eingeschaltet.
Wird durch eine Störung im Überwachungsstromkreis der Strom in der Wicklung 2, 3 größer oder
kleiner, so wird das magnetische Gleichgewicht in der Primärwicklung des Transformators w2 geändert, und
in der Sekundärwicklung 5, 6 wird eine Spannung induziert. Über die Gleichrichterschaltung wird diese
Spannung so gerichtet, daß am Gitter der Verstärkerröhre eine negative Spannung liegt. Dadurch wird der
Anodenstromkreis der Röhre unterbrochen und somit das Relais d stromlos. Das Lichtnetz wird dann übet
das Schütz c ausgeschaltet. Durch eine entsprechende Bemessung der Sekundärwicklung des Transformators
W2 läßt sich die zur Sperrung der Röhre erforderliche Gitterspannung bei sehr geringem Leistungsbedarf in der Eingangswicklung 2, 3 erreichen.
Der Punkt 4 der Primärwicklung des Differentialtransformators ist an den Nullpunkt des Lichtnetzes
R3 T angeschlossen. Der Nullpunkt ist bei dem dargestellten
Beispiel durch die Mittelanzapfung einer Drossel kt gebildet. Bei einem Erdschluß einer der
Phasen R oder Γ fließt durch die Primärwicklung des
Differentialtransformators ein Strom, der ebenfalls das magnetische Gleichgewicht des Transformators aufhebt
und in der Ausgangswicklung 5, 6 eine Spannung induziert. Dadurch wird in gleicher Weise das Lichtnetz
abgeschaltet.
Durch die Verstärkerröhre p wird in folgenden Fällen das Lichtnetz ausgeschaltet:
1. beim Betätigen eines Signalschalters h,
2. durch Unterbrechen der Signalphase S3
3. durch Unterbrechen des Schutzleiters SL3
4. durch Vergrößerung des Leitwertes des Überwachungsstromkreises,
z. B. durch Verschlechterung der Übergangs- und Verbindungskontakte,
5. bei Schluß der Signalphase S mit dem Schutzleiter SL3
6. bei Erdschluß einer Netzphase.
Damit bei Unterbrechung des Schutzleiters SL oder bei einem Schluß zwischen diesem und der Signalphase 5 der Strom, der über die Fehlerstelle fließt,
so klein ist, daß sich schlagende Wetter oder andere explosive Gasgemische nicht entzünden können, wird
durch eine entsprechende Bemessung des Widerstandes r2 der Uberwachungsstrom sehr klein gehalten.
Da sich vielfach der Einfluß der Kapazität zwischen dem Schutzleiter OX und der Signalphase S störend
bemerkbar macht, ist parallel zu dem Widerstand T1
ein Kompensationskondensator C vorgesehen. Da aber die Steuerung der Verstärkerröhre p nahezu leistungslos
erfolgt, kann der Strom im Überwachungsstromkreis und damit das Potentialgefälle zwischen dem
Schutzleiter SL und der Signalphase 5" so klein gehalten
werden, daß der Kompensationskondensator in den meisten Fällen nicht notwendig ist.
Hat das Schütz c die Anlage bei einem Erdschluß der zu überwachenden Leitung abgeschaltet, so muß
ein Einschalten des Schützes auf den bestehenden Erdschluß verhindert werden. Dies läßt sich dadurch
erreichen, daß die Schaltkontakte C1 des zweipolig
ausgeführten Schalters in einer Phase durch einen Widerstand r5 überbrückt werden. Der Widerstand
kann verhältnismäßig hochohmig sein, da ja die Steuerströme in dem Überwachungsstromkreis der
Schutzschaltung sehr klein gehalten sind.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung nur die unbedingt zum Verständnis der Schaltung
erforderlichen Teile der Anlage dargestellt sind. So ist beispielsweise der Heizstromkreis der Verstärkerröhre
ganz weggelassen.
Claims (4)
1. Schutzschaltung für Beleuchtungsanlagen, insbesondere für Betriebe unter Tage, mit einer
parallel den Leitungsphasen liegenden, aus einem Schutzleiter und einer mit Signalschaltern versehenen
Signalphase bestehenden Überwachungsund Signalschleife, die im ungestörten Zustand
einen Überwachungsstrom führt, der gleichzeitig eine Teilwicklung eines Differentialtransformators
durchfließt und die Amperewindungen einer anderen von Störungen unabhängig gespeisten Teilwicklung
aufhebt, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Teilwicklung an der Primärseite des
Differentialtransformators mit dem Nullpunkt des Netzes verbunden ist und diese Teilwicklung bei
einem Erdschluß einer Netzphase das Gleichgewicht des DifFerentialtransformators stört und an
der Sekundärseite des Differentialtransformators eine gittergesteuerte Elektronenröhre mit einem
Relais angeschlossen ist, das sowohl als Steuerrelais beim Betätigen der Signalschalter als auch
als Überwachungsrelais bei Störungen die Einbzw. Ausschaltung der Anlage herbeiführt.
2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nullpunkt des Netzes sowohl
die Mittelanzapfung einer besonderen Drossel (^1) als auch die Mittelanzapfung der Primärwicklung
des den Überwachungskreis speisenden Transformators (Ot1) zu benutzen ist.
3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines
erneuten Einschaltens des Netzschützes (c) bei einem Erdschluß def zu überwachenden Leitung
einer der Schaltkontakte des Schützes durch einen hochohmigen Widerstand (r5) überbrückt ist.
4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation des
Einflusses der Kapazität zwischen dem Schutzleiter (SL) und der Signalphase (S) einem Widerstand
zwischen dem einen Ende der Primärwicklung des Differentialtransformators und der Erde
ein Kondensator (C) parallel geschaltet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 949 414, 935 617, 955 070,963 451;
Deutsche Patentschriften Nr. 949 414, 935 617, 955 070,963 451;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 005 164, 1 000 098, 1011042.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL27669A DE1051367B (de) | 1957-05-20 | 1957-05-20 | Schutzschaltung fuer Beleuchtungsanlagen, insbesondere fuer Betriebe unter Tage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL27669A DE1051367B (de) | 1957-05-20 | 1957-05-20 | Schutzschaltung fuer Beleuchtungsanlagen, insbesondere fuer Betriebe unter Tage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1051367B true DE1051367B (de) | 1959-02-26 |
Family
ID=7264251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL27669A Pending DE1051367B (de) | 1957-05-20 | 1957-05-20 | Schutzschaltung fuer Beleuchtungsanlagen, insbesondere fuer Betriebe unter Tage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1051367B (de) |
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-
1957
- 1957-05-20 DE DEL27669A patent/DE1051367B/de active Pending
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