DE457323C

DE457323C - Einrichtung zur UEberwachung des Isolationszustands von Gleichstromsystemen

Info

Publication number: DE457323C
Application number: DEP51793D
Authority: DE
Original assignee: MAX POHONTSCH DIPL ING
Current assignee: MAX POHONTSCH DIPL ING
Priority date: 1925-12-02
Filing date: 1925-12-02
Publication date: 1928-03-12

Description

Die Überwachung von Gleichstromanlagen auf ihren Isolationszustand ist hauptsächlich in Kraft- und Umspannwerken erforderlich. Als Gleichstromquelle haben diese Werke fast ausschließlich Akkumulatorenanlagen, die mittels Umformer vom Wechselstromnetz aus geladen werden. In allen diesen Werken befindet sich außer diesen Gleichstromanlagen stets noch ein Niederspannungs - Drehstrom-System, das für den Eigenbedarf erforderlich ist. Der Nullpunkt des Drehstromnetzes muß den Vorschriften entsprechend geerdet sein. Durch Kombination des Drehstromsystems mit dem Gleichstrom-Akkumulatorennetz nach folgendem Prinzip ist eine Erdschlußkontrolle möglich, die gegenüber den gebräuchlichen Kontrolleinrichtungen bedeutende Vorteile aufweist.

Ein Außenleiter des im Nullpunkt geerdeten Drehstromnetzes (z. B. Phase R, vgl. Abb. 1) ist über das Voltmeter V und zwei in Serie liegende Sperrkondensatoren C₁ und C₂ mit irgendeinem beliebigen Punkt des zu überwachenden Gleichstromnetzes verbunden. Das Drehstromnetz habe z. B. 380 Volt verkettete Spannung und demzufolge 220 Volt Phasenspannung. Die Spannung des Gleichstromnetzes ist belanglos.

Wäre nun der Isolationswiderstand Rj des Gleichstromnetzes unendlich groß, so müßte das als Indikator dienende Voltmeter keinen Ausschlag zeigen, da dann von der Phase/? über Erde kein Wechselstrom fließen kann. Hat jedoch das Gleichstromnetz einen vollkommenen Erdschluß (Rj=O)₁ so zeigt das Voltmeter die gesamte Spannung gegen Erde an, in diesem Falle also die Phasenspannung von 220 Volt. Für die Zwischenstufen von Rj = ο bis Rj = 00 stellt sich dann eine dem jeweiligen R₁ entsprechende Spannung ein. So kann das Voltmeter V mit einem veränderlichen Normalwiderstand direkt geeicht werden in dem Sinne, daß jeder angezeigten Spannung ein ganz bestimmter Isolationswiderstand entspricht. Die Akkumulatorenbatterie bietet dem Wechselstrom praktisch keinen Widerstand, so daß der gesamte Isolationszustand, also beide Pole zugleich, überwacht wird, obwohl nur einpolig das Überwachungsgerät anzuschließen ist.

Bei AkkumulatoTenanlagen ist nach den VDE-Vorschriften ein Erdschlußstrom von ι m A zulässig, da infolge der Säuredämpfe der Batterie der Isolationswiderstand Rj nie unendlich groß gemacht werden kann. Dies entspricht bei einer Netzspannung von 220 Volt einem Isolationswiderstand von 220 000 Ohm. Also liegt das Voltmeter V aus diesem Grunde höchstens über Z?/= 220 000 Ohm an Erde und muß eine dementsprechende Spannung anzeigen. Ein etwaiger kapazitiver Wechselstrom infolge der Kapazität des Gleichstromnetzes gegen Erde ist deshalb zu vernachlässigen, da erstens die Kapazität in der Regel nur sehr klein ist und zweitens die Frequenz des als Prüfstrom verwendeten Wechselstroms aus praktischen Gründen nie 50 Hertz übersteigen wird, so daß der kapa-

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zitive Widerstand gegenüber dem möglichen größten Isolationswiderstand (also 220000 Ohm in diesem Beispiel) sehr groß ist. Außerdem liegt die Erdkapazität des Gleichstromnetzes in Serie mit den Sperrkondensatoren C₁ und C₂, so daß die Gesamtkapazität dadurch verkleinert wird.

Bei einem den Vorschriften des VDE entsprechenden Isolations wider stand von 220 000 Ohm (bei einer Netzspannung von 220 Volt Gleichstrom) zeigt also das Voltmeter eine gewisse Spannung an, die mit einer Markierung versehen werden kann (normaler Betriebszustand). Sobald der Zeiger eine höhere Spannung ,anzeigt infolge Verschlechterung der Isolation, kann dieser nach einem beliebigen Spielraum an einem Anschlag anliegen und dadurch eine Alarmoder Signalvorrichtung betätigen. Sinkt die Spannung dagegen unter den markierten Spannungswert, so bedeutet das nach den früheren Feststellungen unmöglich eine Vergrößerung des Isolationswiderstandes,, sondern einen Erdschluß des angelegten Drehstromletters. So kann durch einen in entsprechendem Spielraum unterhalb der Markierung hegenden Anschlag ein weiteres Alarmsystem für das Drehstromnetz betätigt werden. Ein entsprechender Schalter ermöglicht das sinngemäße Anlegen des Voltmeters an alle drei Phasen. Sobald die Alarm- oder Signalvorrichtung in Tätigkeit getreten, ist, hat die Fehlerortsbestimmung einzusetzen. Die Kondensatoren C₁ und C₂ dienen als Schutzkondensatoren und sperren den Gleichstrom völlig ab; durch Reihenschaltung der Kapazitäten wird der an sich praktisch schon unendlich große Gleichstromwiderstand noch vergrößert. So kann durch das Voltmeter nur der Wechselstrom fließen. An Stelle eines Voltmeters kann auch eine Glimmlampe G/ verwendet werden, so daß auch eine optische Kontrolle möglich ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung des Isolationszustands von Gleichstromsystemen, insbesondere von solchen mit geringer Erdkapazität, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichstromnetz über eine Gleichstromsperre und eine Anzeige- oder Signalvorrichtung (z. B. Voltmeter, Glimmlampe

0. dgl.) an die Spannung eines geerdeten Wechselstromsystems gelegt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig das Wechselstromsystem durch die Anzeigeoder Signalvorrichtung in an sich bekannter Weise auf Erdschluß überwacht wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselstromsystem ein Drehstromnetz vorgesehen ist, wobei die Einrichtung so getroffen ist, daß das Gleichstromnetz nach Bedarf mittels eines Schalters an die verschiedenen Phasen des Drehstroinnetzes angeschlossen werden kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Anzeigevorrichtung eine Signal- oder Alarmvorrichtung vorgesehen ist, die sowohl bei Erdschluß auf der Gleichstromseite wie auch bei einem solchen auf der Wechselstromseite in Tätigkeit tritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.