DE1057227B

DE1057227B - Verfahren und Einrichtung zur Isolationsueberwachung von ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetzen mittels Gleichstromueberlagerung

Info

Publication number: DE1057227B
Application number: DEB45086A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walther Bender
Original assignee: WALTHER BENDER DIPL ING
Current assignee: WALTHER BENDER DIPL ING
Priority date: 1957-06-24
Filing date: 1957-06-24
Publication date: 1959-05-14

Description

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Bei der Isolationsüberwachung für ein- oder mehrphasige Wechselstromnetze mittels Gleichstromüberlagerung schließt man jeweils nur ein einziges Gerät an das Netz an, das die Meßgleichspannung dem Netz einprägt oder aufdrückt. Jedes weitere gleichartige Gerät würde nämlich die Anzeige des ersteren stark beeinflussen. Nun besteht aber häufig der Wunsch, die Messung der Gesamtisolation auch an entfernten Punkten vornehmen zu können. Zu diesem Zweck hat man zusätzliche Anzeigeinstrumente verwendet, die über besondere Meßleitungen mit dem Muttergerät verbunden sind. Die Verlegung dieser Meßleitungen wird jedoch als Nachteil empfunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichzeitige Isolationsüberwachung mittels Gleich-Stromüberlagerung an zwei oder mehr voneinander entfernt liegenden Stellen ohne Verlegung zusätzlicher Meßleitungen zwischen den einzelnen Meßstellen zu ermöglichen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Gleichstromüberlagerung gleichzeitig an jeder der voneinander entfernt liegenden Stellen des Netzes durch Gleichspannungserzeuger mit zugehörigen, den Isolationswert messenden Geräten durchgeführt wird und daß die einzelnen Überwachungsgeräte hinsichtlich der Höhe der Gleichspannung, innerem Widerstand bzw. Relaisempfindlichkeit nach Maßgabe der Verzweigung des bei einem Isolationsfehler über die Fehlerstelle fließenden Meßgleichstromes auf die voneinander entfernt liegenden Meßstellen bemessen und bei gemeinsamem Betrieb auf gleiche Anzeige bzw. auf die gewünschten Ansprechwerte einjustiert werden. Man erhält hierbei zugleich die für gewisse Netze vorteilhafte geringere Empfindlichkeit gegenüber den Einzelgeräten. Voraussetzung für die einwandfreie Funktion der Geräte ist, daß sie immer alle zugleich auf das Netz arbeiten und daß, falls eins zwecks Prüfung od. dgl. abgeschaltet wird, an seine Stelle ein gleichwertiges Phantom tritt. Hierzu kann bei Abtrennung eines der Geräte von Erde oder vom Netz eine für die übrigen Geräte in gleicher Weise wie sonst das abgetrennte Gerät arbeitende Widerstandsersatzschaltung eingeschaltet werden.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung werden zweckmäßig zwei oder mehrere hinsichtlich Überlagerungsgleichspannung und innerem Widerstand annähernd gleiche Geräte verwendet, die zusammen geeicht sind.

Da es umständlich ist, hinsichtlich Überlagerungsgleichspannung und innerem Widerstand der ver- schiedenen Überwachungsgeräte vollkommene Gleichheit zu erzielen, ist es vorteilhaft, in den Mefipfad jedes Gerätes ein zusätzliches Ventil zu schalten,, das nur in Richtung des Meß stromes durchlässig ist, aber Verfahren und Einrichtung

zur Isolationsüberwachung

von ein- oder mehrphasigen

Wechselstromnetzen
mittels Gleichstromüberlagerung

Anmelder:

Dipl.-Ing. Walther Bender,
Grünberg (Obhess.), Frankfurter Str. 28

Dipl.-Ing. Walther Bender, Grünberg (Obhess.),
ist als Erfinder genannt worden

einen Stromfluß in entgegengesetzter Richtung, der z. B. durch Spannungsversehiedenheit der einzelnen Geräte hervorgerufen sein kann, absperrt. Dadurch wird vermieden, daß besonders bei gesundem Netz Ausgleichsströme durch die Instrumente fließen, die einen irreführenden Ausschlag verursachen könnten.

Die Erfindung sei an/ zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine zweipolige Fahrleitungsanlage, die von zwei mit aufgedrückter Gleichspannung arbeitenden Isolationsüberwachungseinrichtungen überwacht ist. Zwei Einphasentransformatoren 1 arbeiten jeweils über einen Leistungsschalter 2, der einen Arbeitsstromauslöser 3 besitzt, auf die Fahrleitungen 4, 5 einer Grubenbahn. An jedem Transformator 1 ist ein mittels aufgedrückter Gleichspannung arbeitendes Isolationsüberwachungsgerät angeschlossen, das über den Transformator 6 im Gleichrichter 7 eine Gleichspannung erzeugt, die mit Hilfe des Stabilisators 8 stabilisiert ist und mit einem Pol über die unter sich gleichen Widerstände 9,10 am Netz liegt, während der andere Pol über das Anzeigeinstrument 11, das Relais 12 und den einen Pol des Prüfschalters 13 an Erde gelegt ist. Der Prüfschalter 13 gestattet es, den Meßzweig von Erde zu trennen und über die Prüfwiderstände 14 bzw, 15 die Funktion jedes Gerätes zu kontrollieren. Man verwendet gern zwei P ruf Stellungen, von denen die eine einen relativ hochohmigen Isolationsfehler nachbildet, auf

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Claims

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den zwar die Anzeigeinstrumente 14 bzw. 11 reagie- gleichen Verhältnisse bestehenbleiben. In beiden

ren, jedoch noch nicht die Relais. Den anderen Prüf- Ausführungsbeispielen ist es der Prüfschalter, der

widerstand wählt man so niedrig, daß auch das Relais _mj_{t e}i_nem Pol das Ersatzglied einschaltet. Man kann

12 anspricht und der Hauptschalter ausgelöst wird. natürlich auch im Bedarfsfall andere, z. B. die im

Während der Prüfstellungen des Schalters 13 stellt 5 Netz vorhandenen Leistungsschalter dazu benutzen,

der andere Pol desselben eine Ersatzverbindung über bei Abtrennung eines Netzteiles von einem der Iso-

den Widerstand 16 nach Erde her, damit das in der lationsüberwachungsgeräte ein solches Ersatzglied

anderen Transformatorstation liegende gleichartige einzuschalten.

Isolationsüberwachungsgerät keine Veränderung in Die beiden Anzeigeinstrumente 11 in den Fig. 1 seiner Anzeige erfährt. Der Arbeitskontakt des Relais 10 und 2 können auch je zwei verschiedene Eichteilungen 12 dient zur Auslösung des Arbeitsstromauslösers 3 erhalten, wovon die eine für das Zusammenarbeiten für den Fall eines stärkeren Isolationsfehlers. Damit von zwei Isolationsüberwachungsgeräten bestimmt bei geringer Verschiedenheit beider Isolationsüber- ist und die andere für den Fall, daß ein Gerät allein wachungsgeräte keine entgegengesetzt gerichteten auf ein Netz arbeitet. Entsprechend kann auch die Ausgleichströme von einem zum anderen Instrument 15 Auslösung des Relais 12 in bekannter Weise einstellfließen können, ist noch das Ventil 17 in den Meßpfad bar gemacht werden. Ferner können die Ubereingebaut. wachungsgeräte auch so ausgebildet sein, daß sie

Fig. 2 zeigt ebenfalls eine zweipolige Fahrleitungs- wahlweise auf Verwendung als alleiniges Überanlage, die auch durch zwei Isolationsüberwachungs- wachungsgerät oder in Verbindung mit einem oder geräte geschützt ist, die jedoch mit eingeprägter 20 mehreren anderen Überwachungsgeräten umstellbar Meßgleichspannung arbeiten. Auch hier arbeiten zwei sind. Dieses ist z. B. so durchzuführen, daß ein Gerät, Einphasentransformatoren 1 über ihren zugehörigen das zur Zusammenarbeit mit 0 bis η anderen Geräten Leistungsschalter 2 mit dem Arbeitsstromauslöser 3 bestimmt ist, η geeignete Ersatzglieder (oder ein auf die Fahrleitungen 4,5. DieIsolationsüberwachungs- Ersatzglied mit η verschiedenen Einstellungen) entgeräte arbeiten in der Weise, daß von den beiden 25 hält. Bei Zusammenarbeit mit χ gleichartigen GeFahrleitungen ausgehend ein aus den Widerständen 6, raten werden dann in jedem Gerät η—χ Ersatzglieder den Einweggleichrichtern 7, dem Relais 12 und dem (oder jeweils ein gleichwertig eingestelltes Ersatz-Isolationsmesser 11 gebildeter Meßpfad über den glied) eingeschaltet. Beide Schaltungen können auch einen Pol des Prüfschalters 13 nach Erde führt. Bei ohne kontinuierliche Anzeige des Isolationswider-Isolationsfehlern im Netz tritt hierbei in bekannter 30 Standes, also ohne die Anzeigeinstrumente 11 aus-Weise ein Stromfluß auf, der in dem Drehspul- geführt sein. Man kann auch noch ein weiteres Relais instrument 11 eine Messung des Isolationsfehlers vorsehen, das bei Absinken des Isolationswidererlaubt. Das Relais 12 ist so bemessen oder ein- Standes zunächst ein Signal auslöst, wobei dann das gestellt, daß es bei Isolationsfehlern bestimmter Relais 12 erst bei weiter fortgeschrittenem Fehler den Größe anspricht und den Leistungsschalter 2 ver- 35 Leistungsschalter 2 auslöst.

mittels des Arbeitsstromauslösers 3 ausschaltet. Beide Auch mehr als zwei Isolationsüberwachungsgeräte Einrichtungen sind in dieser Weise zusammen ge- kann man vorsehen, wenn man dafür sorgt, daß sie eicht und geben somit auf jeder Seite des Netzes zusammen geeicht sind und immer alle gleichzeitig dessen Gesamtisolationswert gegen Erde an. Der am Netz liegen.
Prüfschalter 13 gestattet wiederum, den Meßzweig, 40 PiTFUTJuspnftcHR·
der das Relais 12 und den Isolationsmesser 11 enthält, von Erde abzutrennen und über jeweils einen 1. Verfahren zur Isolationsüberwachung von der beiden Prüfwiderstände 14 oder 15 an eine Netz- ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetzen, insphase zu legen, um die Funktion des Gerätes zu besondere Grubenbahnanlagen mit doppelter prüfen. Während der Prüfstellungen des Schalters 13 45 Fahrleitung, mittels Gleichstromüberlagerung, bei stellt dessen rechter Teil einen Ersatzmeßpfad über dem gleichzeitig an zwei oder mehr voneinander die Widerstände 6 a, die Gleichrichter 7a und den entfernt liegenden Stellen des Netzes Isolations-Widerstand 16 nach Erde her, so daß die Anzeige des Überwachungen durchgeführt werden, dadurch anderen Isolationsüberwachungsgerätes unverändert gekennzeichnet, daß die Gleichstromüberlagerung erhalten bleibt. 5° gleichzeitig an jeder der voneinander entfernt

Die Isolationsüberwachungsgeräte sind jeweils hin- liegenden Stellen des Netzes durch Gleich-

ter dem Leistungsschalter 2 angeschlossen, liegen also Spannungserzeuger mit zugehörigen, den Iso-

immer beide an der Fahrleitung, auch wenn einer der lationswert messenden Geräten durchgeführt wird

Leistungsschalter abgetrennt ist. und daß die einzelnen Überwachungsgeräte hin-

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Bei- 55 sichtlich der Höhe der Gleichspannung, innerem spiele beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Widerstand bzw. Relaisempnndlichkeit nach Maß-Abänderungen und andere Ausführungsformen im gäbe der Verzweigung des bei einem Isolations-Rahmen der Erfindung möglich. So können selbst- fehler über die Fehlerstelle fließenden Meßgleichverständlich auch in Mehrphasennetzen derartige stromes auf die voneinander entfernt liegenden aufeinander abgestimmte Isolationsüberwachungs- ⁶° Meßstellen bemessen und bei gemeinsamem Betrieb geräte Anwendung finden. Das Ersatzglied, das für auf gleiche Anzeige bzw. auf die gewünschten eines der Geräte bei dessen Abtrennung eingeschaltet Ansprechwerte einjustiert werden,
wird, besteht in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennlediglich aus einem Widerstand 16, bei dem Aus- zeichnet, daß bei Abtrennung eines der Geräte führungsbeispiel nach Fig. 2 hingegen aus einem 65 von Erde oder vom Netz ein für die übrigen Widerstand 16, den Widerständen 6a und den Gleich- Geräte in gleicher Weise wie sonst das abgerichtern 7 c. Man sieht also, daß es eine mehr oder trennte Gerät arbeitende Widerstandsersatzschalweniger vollständige Nachbildung des eigentlichen tung eingeschaltet wird.

Isolationsüberwachungsgerätes sein kann. Maßgebend 3. Einrichtung zur Durchführung des Ver-

ist nur, daß für das andere Gerät möglichst die 7° fahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-