DE2927304A1

DE2927304A1 - Einrichtung zum abschalten elektrischer anlagen, vorzugsweise des bergund tunnelbaus, beim auftreten von fehlern in elektrischen, betriebsmaessig funken erzeugenden und daher in ein druckfestes gehaeuse eingesetzten betriebsmitteln

Info

Publication number: DE2927304A1
Application number: DE19792927304
Authority: DE
Inventors: Helmut Zupfer
Original assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Current assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1981-01-29
Also published as: GB2053597B; DE2927304C2; FR2461386B1; FR2461386A1; GB2053597A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abschalten elektrischer Anlagen, vorzugsweise des Berg- und Tunnelbaues, beim Auftreten von Fehlern in elektrischen, betriebsmäßig Funken erzeugenden und daher in ein druckfestes Gehäuse eingesetzten Betriebsmitteln, bei der den Eingangs- und Ausgangsleitungen des Betriebsmittels Stromwandler zugeordnet sind, deren Ausgang bei fehlender Übereinstimmung zwischen Eingang und Ausgang des Betriebsmittels einen Impuls liefert, der als Melde- bzw. Abschaltimpuls für die elektrische Anlage dient.

In der DE-OS 27 34 498 ist eine derartige Einrichtung im einzelnen beschrieben, mit der es möglich ist, innerhalb ausreichend kurzer Zeit den Betriebsstrom abzuschalten, wenn eine Störung auftritt, beispielsweise in Folge von Kurzschlußlichtbögen die zu einem Partikelzunddurchschlag führen können. Bei Bildung von Kriechströmen auf Isolierstoffen, die aus organischen Materialien hergestellt sind, kann es zum Verschwelen dieser Isolierstoffe kommen. Die Schwelgasentwicklung kann hierbei so stark sein, daß die Gehäuse bersten.

Die bekannte Einrichtung arbeitet zufriedenstellend, jedoch haben die unvermeidlichen Wandlerfehler einen zu großen Einfluß auf die Empfindlichkeit dieser Einrichtung.

Inbesondere bei elektrischen Anlagen mit großen Überströmen, z.B. Motoranlaufströmen, treten wegen der unvermeidlichen Fehler in den Stromwandlern erhebliche Schwierigkeiten auf, weil dort Fehlerströme von 1 A bereits erkannt werden müssen. Die Differenz der Sekundärströme verschwindet nämlich wegen der Wandlerfehler auch bei fehlerfreiem Betrieb nicht und übersteigt im Betriebsstrombereich den Sekundärstrom, den ein Fehlerstrom von 1 A liefert. Verwendet man z.B. Stromwandler, die bei Überströmen bis 2000 A nur + 1 % Fehler aufweisen, so kann trotzdem die Differenz der Sekundärströme eine primärseitige Stromdifferenz von 40 A vortäuschen. Für einen solchen Fall wäre die Einrichtung selbstverständlich nur dann brauchbar, wenn sie so unempfindlich gemacht wird, daß erst Fehlerströme, die deutlich über 40 A liegen, zu einem Melde- bzw. Abschaltimpuls führen.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die aus der DE-OS 27 34 498 bekanntgewordene Einrichtung so umzugestalten bzw. fortzubilden, daß ihre Empfindlichkeit wesentlich gesteigert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eingangsund Ausgangsleitungen je Phase in einander entgegengesetzten Itichtungei durch einen Durchsteckstromwandler geführt sind, dessen auf den Kern aufgesetzte Sekundärspulen zur Erfassung einer im Fehlerfall auftretenden Stromdifferenz den Melde- bzw. Abschaltimpuls liefert.

Bei ungestörtem Betrieb, bei dem die Stromstärke des Eingangsstromes gleich der Stromstärke des Äusgangsstromes ist, ist der Wandlerkern nicht magnetisiert. In diesem Zustand hat der Wandler seine größte Empfindlichkeit, d.h. ein Fehlerstrom erzeugt an der Sekundärwicklung die größte Signalwirkung.

Die Empfindlichkeit kann jedoch noch gesteigert werden, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung auf den Kern des Durchsteckwandlers je Phase eine Vorraagnetisierungswicklung aufgesetzt wird, die einen einstellbaren Vorstrom führt. Dieser einstellbare Vorstrom magnetisiert den Wandlerkern vor, so daß die Sekundärspule an einer Last eine bestimmte Spannung liefert. Durch Verschieben dieser Sekundärspule auf dem Kern läßt sich erreichen, daß das vom Ausgangsstrom I. herrührende Streufeld stärker auf die Sekundärspule einwirkt als das vom Eingangsstrom I„ kommende Streufeld, so daß die vom Vorstrom I resultierende Spannung an der Last durch Fehlerströme vergrößert, durch Betriebsströme aber verkleinert wird. Die Sekundärwicklung liefert also an der Bürde eine Spannung UT' , die konform ist zu Iy + I_E - I^ . ■

Die Spannungen an der Last werden je Phase in einer Gleichrichterbrücke gleichgerichtet und die Gleichspannungen zur Signalgleichspannung aufsummiert und Komparatoren zugeführt, die ihrerseits beim Überschreiten bzw. Unterschreiten von Schwellwerten Meldebzw. Ausschaltimpulse liefern.

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Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung.

Mit 1 ist das druckfeste Gehäuse bezeichnet, in dem ein Betriebsmittel, beispielsweise ein Schaltschütz untergebracht ist. Ferner befinden sich in dem Anschlußraum des druckfesten Gehäuses drei Durchsteckstromwandler, die unter sich gleich sind, so daß es gerechtfertigt ist, sie gemeinsam mit dem Bezugszeichen 2 zu bezeichnen.

Bei 3 ist ein Leistungsschalter dargestellt, der nach dem Einschalten die entsprechenden Stromleitungen RST mit dem Motor 4 verbindet. Die Verbindung ist unterbrochen, so lange das Betriebsmittel in dem Gehäuse 1 nicht geschaltet ist.

Wird das Betriebsmittel in dem Gehäuse 1 geschaltet, dann sind die Leitungen K S T zum Motor 4 geschlossen. Fehlerströme im Bereich der drucki'esten Kapselung werden mittels der Durchsteckwandler 2 erfaßt. Die Eingangs- und Ausgangsleitungen des Motors 4 sind je Phase in einander entgegengesetzten Richtungen durch jeweils einen Durchsteckstromwandler geführt, dessen auf den Kern aufgesetzte Sekundärspulen 5, 6, 7 zu einem Gleichrichter 8 führen, der den gleichgerichteten Strom einem Komparator 9 zuführt. Tritt eine Stromdifferenz zwischen der Eingangs- und Ausgangsleitung auf, so liegt ein Fehlerfall vor, der im Komparator einen Spannungsimpuls erzeugt, welcher zum Durchschalten eines Thyristors IO führt, der in einem Kondensatorkreis 11 als elektronischer Schalter eingefügt ist. Von diesem Kreis wird über ein Spulensystem 12 der Leistungsschalter 3 betätigt.

Auf dem Stromwandlerkern sind zusätzliche Vormagnetisierungsspulen 13, 14, 15 vorgesehen, die über einen Transformator 16 einen Vorstrom zur Vormagnetisierung des Stromwandlerkerns liefern, der mit Hilfe von Abgleichwiderständen 17 und gleichzeitiges Verschieben der Sekundärspulen 5, 6, 7 auf dem Kern so eingestellt werden kann, daß das vom Ausgangsstrom herrührende Streufeld stärker auf die Sekundärspulen 5, 6, 7 einwirkt als das vom Kingangsstrom kommende Streufeld, so daß die an der Bürde der

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Sekundärwicklung 5, 6, 7 abgreifbare Spannung durch Fehlerströme vergrößert, durch Betriebsströme aber verkleinert wird, wodurch die Empfindlichkeit und Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Einrichtung wesentlich erhöht wird.

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Leerseite

Claims

Einrichtung zum Abschalten elektrischer Anlagen, vorzugsweise des Berg- und Tunnelbaues, beim Auftreten von Fehlern in elektrischen, betriebsmäßig Funken erzeugenden und da.her in ein druckfestes Gehäuse eingesetzten Betriebsmitteln, bei der den Eingangs- und Ausgangsleitungen des Betriebsmittels Stromwandler zugeordnet sind, deren Ausgang bei fehlender Übereinstimmung zwischen Eingang und Ausgang des Betriebsmittels einen Impuls liefert, der als Melde- oder Abschalt-~ impuls für die elektrische Anlage dient, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsleitungen je Phase in einander entgegengesetzten Richtungen durch einen Durchsteckstromwandler geführt sind, dessen auf den Kern aufgesetzte Sekundärspulen zur Erfassung einer im Fehlerfall auftretenden Stromdifferenz den Melde- bzw. Abschaltimpuls liefert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e Ic e η η ■/, eic hn e t, daß auf den Kern des DurchsteckstromwandliM-.s je Phase eine Vormagnetisierunur.s.spine au ΙΊ res et ·/. L Lsi., d.io uinon oinstellbaron Vorstroin führt."

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PAB ORSGfNAL -