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Anordnung zur Prüfung der Betriebsfähigkeit einer abgeschalteten Leitung
Es ist bekannt, zur Prüfung von abgeschalteten Leitungen diese über einen Prüfwiderstand
von der Netzspannung zu erregen und ein Prüfrelais vorzusehen, welches den in diesen
Widerstand fließenden Strom oder beispielsweise den Widerstand der Leitungsstrecke
mißt.
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Gemäß der Erfindung wird als Prüfwiderstand eine Drosselspule benutzt,
die mit Gleichstrom vormagnetisiert wird. Man erreicht dadurch den Vorteil, daß
man die Leitung mit einer verhältnismäßig großen Prüfspannung prüfen kann, ohne
daß ein besonderer Leitungsschalter zur Einschaltung der Prüfleistung erforderlich
wäre, denn die Gleichstromvormagnetisierung erlaubt die Steuerung des Prüfstromes
mit einem verhältnismäßig schwachen Kontakt, da die zu schaltende Steuerleistung
im Gleichstromkreis nur wenige Prozent der gesteuerten Wechselstromleistung ausmacht.
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Zu diesem Zweck kann man beispielsweise nach herausgefallenem Leitungsschalter
die Prüfung in der Weise vornehmen, daß man durch einen Hilfsschalter die Gleichstromwicklung
der parallel zum Leitungsschalter liegenden Drosselspule an Spannung legt und ein
Relais vorsieht, welches beispielsweise den Widerstand der zuzuschaltenden Leitungsstrecke
mißt und die Einschaltvorrichtung für den Leitungsschalter verriegelt, wenn dieser
Widerstand unterhalb des bei Kurzschluß auf der Leitung größtmöglichen Wertes liegt.
. Zweckmäßig führt man die Einrichtung so aus, daß selbsttätig nach dem Herausfallen
des Leitungsschalters die Leitung geprüft und, wenn der Fehler beseitigt ist, wieder
eingeschaltet wird.
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Vorteilhaft wird nach dem Fallen des Leitungsschalters die Gleichstromwicklung
der Drosselspule eine bestimmte Zeit erregt. Gleichzeitig wird die Anordnung so
ausgebildet, daß ein Impuls zum Einschalten des Leitungsschalters erst dann gegeben
werden kann, wenn der Vormagnetisierungsstrom der Drosselspule nahezu bis zu seinem
Endwert angestiegen ist.
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Zu diesem Zweck kann man beispielsweise die Impulsweitergabe nicht
nur von der Schaltstellung eines Prüfrelais, sondern auch eines Relais abhängig
machen, welches vom Gleichstrom der Drosselspule erregt wird und beispielsweise
seinen Kontakt schließt, sobald der Endwert des Gleichstromes nahezu erreicht ist.
Man kann auch beispielsweise in den Erregerstromkreis der Einschaltspule den Kontakt
eines Zeitrelais legen, welches gleichzeitig mit der Gleichstromwicklung der Drosselspule
erregt wird. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt Fig. z.
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Die zu prüfende Leitungsstrecke ist mit x bezeichnet. Sie kann über
den Hauptkontakt q. .des Schalters 3 mit der Sammelschiene :z verbunden werden.
Parallel zum Kontakt q. des Hauptschalters liegt die Wechselstromwicklung 2o einer
dreisclienkligen Drosselspule zg. Der
Schalter besitzt außer dem
Hauptkontakt 4 noch zwei Hilfskontakte 5 und 6. Der Hilfskontakt 6 liegt im Stromkreis
eines Zeitrelais 14, dessen Erregerwicklung in Reihe mit der Gleichstromwicklung
21 der Drosselspule ig geschaltet ist. Die Wicklung des Zeitrelais kann auch parallel
zur Gleichstromwicklung der Drosselspule geschaltet werden. Nach dem Fallen des
Leitungsschalters, der durch einen Fehler auf der Leitung ausgelöst wird, wird durch
den in diesem Zustand geschlossenen Hilfskontakt 6 der Gleichstromkreis der Drosselspule
über die Erregerwicklung des Zeitrelais 14 an die Spannungsquelle 3o angeschlossen.
Dadurch erregt sich die Prüfdrossel in kurzer Zeit (ungefähr Ibis 2 Sekunden). Die
Charakteristik der Drosselspule mit und ohne Gleichstromvormagnetisierung zeigt
die Fig. 2, und zwar zeigt dort die linke Kurve den Zusammenhang zwischen Strom
und Spannung der Drosselspule ohne Vormagnetisierung, während die rechte Kurve den
Zusammenhang zwischen Strom und Spannung bei einer bestimmten Gleichstromvormagnetisierung
zeigt. Wie aus dieser Figur ersichtlich, nimmt die Drosselspule in einem weiten
Spannungsbereich nahezu einen konstanten Strom auf. Infolgedessen ist die Spannung,
welche die Eisendrossel übernimmt, besonders in dem Spannungsbereich der konstanten
Stromaufnahme, bereits unmittelbar ein Maß für die Höhe des Außenkreiswiderstandes
bei vorgegebener Netzspannung. Die Drosselspule wird zweckmäßig so bemessen, daß
bei der Nennbelastung der Leitung sich ungefähr ein Leitungsstrom von 7o0/0 des
Nennstromes ergibt und an der Drossel ungefähr 7o0/0 der Sammelschienenspannung
auftreten. Man kann beispielsweise, da, wie bereits erwähnt, die Spannung -an der
Drosselspule ein Maß für den Widerstand der Verbraucherleitung ist, das den Gesundheitszustand
der Leitung überwachende Relais lediglich von der Spannung der Drosselspule erregen.
Zur Erhöhung der Empfindlichkeit ist es jedoch zweckmäßig, dieses Prüfrelais 15,
wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, an die Differenzspannung zwischen der Sammelschienenspannung
und eine der Spannung der Prüfdrossel proportionale Spannung anzuschließen. Zu diesem
Zweck ist das Prüfrelais 15 an den Spannungswandler 18 und eine Niederspannungswicklung
22 der Drosselspule angeschlossen. Liegt am Relais 15 eine hohe Spannung; die also
darauf hindeutet, daß die Anlage gesund ist, so ist in diesem Zustand der obere
Kontakt 16 des Relais 15 geschlossen. Bei Erregung der Prüfdrossel läuft zugleich
das Zeitrelais 14 ab und schließt nach einer vorgeschriebenen Zeit, z. B. 3 Sekunden,
seinen Kontakt. Nach dem Ablaufen des Zeitrelais 14 wird bei geschlossenem Kontakt
16 die .Spule 7 des Hauptschalters erregt und der Schalter 3 wieder eingeschaltet.
Gleichzeitig wird durch den Kontakt 6 der Prüfstrom und der Erregerstromkreis des
Zeitrelais unterbrochen.
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Nun kann es aber vorkommen, daß bei der ersten Prüfung der Fehler
noch nicht beseitigt war. Es wird daher zweckmäßig die Anordnung so ausgebildet,
daß die Prüfung selbsttätig in gewissen Zeitabschnitten wiederholt wird, wenn der
Fehler noch nicht beseitigt ist; wobei die Gleichstromwicklung der Drosselspule
jeweils nur eine bestimmte Zeit eingeschaltet wird. Im Ausführungsbeispiel ist zu
diesem Zweck ein Kipprelais 8, ein Zeitrelais 23 und eine nach Art eines Drehwählers
gebaute Kontaktvorrichtung 24 vorgesehen. Ist nach Ablauf des Zeitrelais 14 der
untere Kontakt 17 des Relais geschlossen, so fließt der vom Zeitrelais eingeschaltete
Strom anstatt in die Einschaltspule des Ölschalters 3 in die Schaltspule g des Kipprelais
B. Hierdurch werden die Kontakte ii und 12 unterbrochen und der Kontakt 13 eingeschaltet.
Durch Unterbrechen des Kontaktes ii wird der Prüfstrom abgeschaltet. Durch Schließen
des Kontaktes 13 wird das Zeitrelais 23 erregt, welches vorzugsweise eine längere
Laufdauer als das Relais 14 besitzt, ä. B. = Minute. Der Drehwähler 24 ist in der
Abbildung nur schematisch dargestellt. Er besteht aus der Erregerspule 25 und den
Kontaktreihen 27 und 28. Sobald das Zeitrelais 23 abgelaufen ist, wird ein Stromkreis
über den ersten Kontakt der Kontaktreihe 27, die Erregerspule 25 und die obere Spule
io des Kipprelais 8 geschlossen. Der Drehwähler 24 wird daher um einen Schritt aus
seiner Ruhestellung fortgeschaltet, und gleichzeitig wird das Kipprelais 8 in seine
Ausgangslage zurückgebracht, in welcher der Kontakt ii wieder geschlossen wird,
so daß die Widerstandsprüfung der Leitung wiederholt wird. Bleibt der Kurzschluß
auf der Leitung bestehen, so wiederholt sich das Spiel unter jedesmaligem Weiterschalten
des Drehwählers 24 so lange, bis der letzte Kontakt des Drehwählers erreicht ist.
In dieser. Stellung bleibt die Anordnung verriegelt, weil eine Wiedereinschaltung
der oberen Schaltspule io des Kipprelais 8 nicht mehr zustande kommt. Um diesen
Zustand kenntlich zu machen, kann man in der letzten Stellung des Drehwählers eine
Signalvorrichtung einschalten. Im Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine Hupe
22 vorgesehen, die in den ersten drei Stellungen des Drehwählers kurzgeschlossen
ist. Die Hupe muß in der angegebenen Schaltung einen genügend hohen Eigenwiderstand
besitzen, damit ihre Stromaufnahme nicht ausreicht, den Drehwähler 24 und das Kipprelais
8 zu betätigen. Ist der Fehler dann auf der Leitung behoben, so genügt eine einmalige
Betätigung der Taste 2g, um den Drehwähler von der blockierten Stellung in die Anfangsstellung
fortzuschalten und gleichzeitig
die obere Spule io des Kipprelais
8 zu erregen. Hierdurch wiederholt sich jetzt noch einmal die Prüfung und ergibt
eine sofortige Zuschaltung und damit Wiederherstellung des normalen Betriebszustandes,
wenn die Leitung in Ordnung ist.
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Ist aber z. B. nach einmaliger Prüfung der Leitung mit dem Ergebnis,
daß der Leitungsschalter gesperrt bleibt, beim zweiten Male eine Schließung des
Leitungsschalters erfolgt, weil inzwischen der Kurzschluß behoben war, so schaltet
der Hilfskontakt 5 am Hauptschalter den Drehwähler über die obere Kontaktbank 28
(Rücklaufbank) und seinen Selbstunterbrechungskontakt 26 an die Spannung, so daß
er mit großer Geschwindigkeit in seine Ruhestellung zurückläuft. Zweckmäßigerweise
wird parallel zur Erregerspule 25 ein Gleichrichter 31 geschaltet, damit der Drehwähler
zuverlässiger in Selbstunterbrecherschaltung arbeitet.
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Die Drosselspule ig braucht nur verhältnismäßig schwach dimensioniert
zu werden, da sie die hohe vorübergehende Überlastung leicht aushält.
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An Stelle des Prüfrelais 15 von der Differenz aus Sammelschienen-
und Drosselspulenspannung zu erregen, kann man auch beispielsweise ein Impedanzrelais
verwenden, das unmittelbar den erzielten Prüfstrom mit der Spannung der gestörten
Leitung vergleicht.
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Um zu erreichen, daß die Prüfung nur dann vorgenommen wird, wenn der
Schalter infolge eines Fehlers ausgelöst wird, also eine selbsttätige Zuschaltung
bei handbetätigter Auslösung vermieden wird, kann man beispielsweise mit Hilfe eines
Schleppkontaktes am Steuerschalter den Prüfstromkreis unterbrechen, wenn das Ausschaltkommando
von Hand gegeben wurde.
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Um die durch die Vormagnetisierung auftretenden Oberwellen zu unterdrücken,
kann man jeweils zwei Drosselspulen verwenden, die vom Gleichfeld im entgegengesetzten
Sinne durchsetzt werden. Es heben sich dann die durch zwei teilbaren Oberwellen
heraus. Bei Einphasendrosselspulen kann man noch durch Beeinflussung der durch zwei
teilbaren Oberwellen des Flusses, indem man beispielsweise in den Gleichstromkreis
eine Induktivität entsprechender Größe einfügt, die dritten Oberwellen im zugeführten
Strom unterdrücken. Um bei Drehstromdrosselspulen die fünften und siebenten Oberwellen
zu unterdrücken, kann man außer der einen Einheit, die aus zwei in entgegengesetztem
Sinne vom Gleichfeld durchsetzten Drosselspulen besteht, noch eine zweite Einheit
vorsehen, die gleichfalls aus zwei im entgegengesetzten Sinne vom Gleichfeld durchsetzten
Drosselspulen besteht, wobei die zweite Einheit so ausgebildet ist, daß sie fünfte
. und siebente Oberwellen gleicher Größe, aber entgegengesetzten Vorzeichens liefert
wie die erste Einheit. Zu diesem Zweck kann -man beispielsweise die Schaltung so
treffen, daß- die Eisenflüsse in den beiden Einheiten um 30' gegeneinander
versetzt sind, indem man beispielsweise die erste Einheit in Stern und die zweite
in Zickzack und die Wicklungen der beiden Einheiten in Serie schaltet.