DE540214C - Einrichtung zur automatischen Abschaltung von Erdschluessen bzw. zum Auftrennen erdschlussbehafteter Netze - Google Patents

Description

Die Lokalisierung von Erdschlüssen in vermaschten Netzen bereitet insofern Schwierigkeiten, als ein an beliebiger Stelle des Leitungssystems auftretender Erdschluß sich, sofort im ganzen Netz bemerkbar macht. Ein Weg zur Abschaltung des Erdschlusses besteht darin, die einzelnen Ringe, und zwar möglichst ohne Stromunterbrechung, aufzulösen, um dann durch wahlweises Abschalten

ίο der einzelnen Stromkreise in den Stationen die mit Erdschluß behaftete Strecke auffinden zu können. Da nun einerseits nicht alle Schaltstationen mit eigenem Betriebstelephon ausgerüstet sind, ein Posttelephon hingegen lange Vermittlungszeiten bedingt und gerade bei Erdschlüssen, die meist infolge von Naturereignissen eintreten (Gewitter, Gestängeumbrüche u. a.), gerade dann versagt, wenn es am notwendigsten gebraucht wird, sollte der Vorgang der Ringauftrennung nach Möglichkeit automatisch vor sich gehen.

Gemäß der Erfindung erfolgt das automatische Abschalten von Erdschlüssen bzw. das Auftrennen erdschlußbehafteter Netze dadurch, daß durch eine Erdschlußanzeigeeinrichtung bekannter Art eine Reihe von lediglich in der Auslösezeit gestuften Auslösern in Tätigkeit gesetzt wird, so daß das Öffnen der zugehörigen Netzschalter ohne Rücksicht auf die Lage des Erdschlusses in vorher bestimmter Reihenfolge und in vorher bestimmten Zeitabständen erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. ι ein vermaschtes Netz mit Speise- und Schaltstationen und Abb. 2 eine Schaltstation;.

A und B sind Speisestationen, die die Schaltstationen C, D, E und F bedienen, die in üblicher Weise, nut Maximalölschaltern und mit Erdschlußüberwachungseinrichtungen ausgerüstet sind. Die Erdschlußüberwachung besteht in bekannter Weise z. B. aus drei in Stern gegen Erde geschalteten Einphasenspannungswandlern, an deren Sekundärseite Kontaktvoltmeter oder Nullspannungsrelais angeschlossen sind, die im Erdschlußfallo einen Signalstromkreis in Tätigkeit setzen;. Will man nun eine automatische Abschaltung von Erdschlüssen erreichen, so rüstet man; erfindungsgemäß die automatisch zu schaltenden Ölschalter mit einem vierten auf das gleiche Schloß wirkenden elektromagnetischen Auslöser aus, der mit einer verläßlichen Zeitstufung versehen ist und statt der üblichen Stromwicklung eine für die zur Verfügung stehende Hilfsspannung, z. B. Spannung des Ortstransformators, passende Spannungswicklung hat.

Die Wicklung dieses Auslösers wird z. B. für die Spannung des Ortsnetztransformators

von 380 Volt ausgeführt und das Übersetzungsgetriebe vom Auslösehebel so bemessen, daß die einstellbaren Auslösezeiten möglichst groß (bis zu 100 Sekunden) werden. Stellt man nun diese Auslöser in einer etwa nach Abb. 2 eingerichteten Schaltstation, z. B. mit 2, 4, 6 und 8 Sekunden, auf den einzelnen Schaltern ein, derart, daß der unwichtigste Schalter die kürzeste und der wichtigste Schalter die längste Zeitstufung erhält, dann fallen bei Erdschluß die Schalter in der eingestellten Reihenfolge heraus, bis die den Erdschluß aufweisende Leitung abgeschaltet ist. Die Zeitstufung schon beim ersten Schalter hat den großen Vorteil, daß sogenannte Wischer, also ganz kurzzeitige Erdschlüsse, wie sie z. B. durch Vogelflug, fallende Äste u. dgl. hervorgerufen werden, ohne Einfluß auf diese Einrichtung bleiben. In gleicher Weise werden in allen Schaltstationen des Netzes die Auslösezeiten der einzelnen Schalter derart abgestuft, daß sie in der gewünschten Weise und Reihenfolge herausfallen.

Wie in der Abb. 2 dargestellt ist, wird das Relais/·, sobald eines der drei Kontaktvoltmeter ν auf Null geht, an die Stromquelle & gelegt; das Relais zieht seinen Anker, z. B. in Form eines Quecksilberkipprohres u, an und schließt den Niederspannungsstromkreis w. Hinter dem Zwischenrelais r, welches den Auslösern Niederspannung zuführt, ist noch ein gewöhnlicher KlingeltransfofmatorÄ angebracht, dem eine Glühlampe g vorgeschaltet ist. Die Unterspannungswicklung dieses Klingeltransformators k betätigt eine Schwachstromglocke s und Fallldappen/ auf einem Tableau t. Beim Auftreten eines Erdschlusses leuchtet die Glühlampe g so lange auf bzw. die Glocke s ertönt bei gleichzeitigem Fallen einer Erdschlußklappe / des Tableaus t so lange, bis der Erdschluß sich abgeschaltet hat. Zählt der Schaltwärter in einer beliebigen Station die Zahl der Sekünden, die bis zum Abschalten des Erdschlusses, also bis zum Schweigen der Alarmglocke und zum Erlöschen der Glühlampe, vergehen, so kennt er, da ihm die Stufungszeiten bekannt sind, auch die vom Erdschluß betroffene Strecke, wenn diese auch noch so weit von der eigenen Schaltstation entfernt ist. Hieraus ergibt sich, daß stets der zuletzt gefallene Schalter die erdschlußbehaftete Strecke abgeschaltet hat, alle anderen Schalter können unbedenklich sofort wieder eingelegt werden.

Die Registrierung der bis zum Fallen des erdschlußbehafteten Schalters vergehenden Ablaufzeit kann auch automatisch dadurch erfolgen, daß in jeder Station den auf den Ölschalter aufgebauten Auslösern ein weiterer Auslöser parallel geschaltet wird, der jedoch statt des Auslösehebels auf dem Zeitwerk einen Zeiger erhält oder als elektrisch ausgelöstes Sekundenuhrwerk ausgebildet ist. Da alle Auslöser annähernd synchron laufen, ferner im Erdschlußfalle gleichzeitig anlaufen und beim Abschalten des Erdschlusses gleichzeitig stehenbleiben, würde ein solches mit Zeiger ausgerüstetes Relais auf einer Skala den betreffenden Schalter des erdschlußbehafteten Stranges ohne weiteres kenntlich, machen.

Die Anordnung nach Abb. 2 kann ohne weiteres z. B. als Darstellung der Station C der Abb. 1 mit den Schaltern 6, 9 und 10 betrachtet werden. Nimmt man an, daß die in Abb. 1 dargestellten Schalter gemäß nachstehender Tabelle eingestellt worden sind, Schalter

ι
2 3 4 5 6

7 8

9 10

II

Sekunden	Stau
2	■ D
4	E
6	E
8	B
IO	B
12	C
15	F
l8	F
21	C
24	C
27	E

so äußern sich die verschiedenen mit römischen Zahlen gekennzeichneten Erdschlußfälle im Netz in den einzelnen Schaltstationen wie folgt:

Bei einem Erdschluß bei I ertönt in allen Stationen das Erdschlußsignal. Die Erdschlußklappe des Tableaus fällt und kennzeichnet somit, daß es sich um einen Erdschluß und nicht um eine Überlastung oder einen Kurzschluß im Netz handelt; es fallen fernerhin die Nebenstreckenschalter Nr. 1 bis 4. Mit dem letztgenannten Schalter ist gleichzeitig nach 8 Sekunden der Erdschluß abgeschaltet; in sämtlichen Stationen verstummen die Erdschlußsignale. Aus der Zeit des Ertönens des Erdschlußsignals von 8 Sekunden wissen sämtliche Schaltwärter, daß der Erdschluß auf der Strecke des Schalters 4 lag. Die Schalter 1 bis 3 können also ohne weiteres eingelegt werden. Der Schaltwärter in Station B versucht, unter Beobachtung der Lampen die Strecke 4 ebenfalls wieder einzuschalten. Leuchtet im Moment des Schalter-Schlusses die Lampe auf und ertönt das Signal, so besteht der Schluß noch, und der Schaltwärter nimmt den Schalter unmittelbar von Hand wieder heraus (d. h. noch vor Ablauf der geringsten Schaltzeit von 2 Sekunden) und begibt sich auf die Störungssuche. Erscheint dagegen das Erd-

Schlußsignal nicht beim Einschalten des Schalters 4, so handelte es sich nur um einen vorübergehenden Schluß; der Erdschlußlichtbogen ist erlöscht, die Strecke ist wieder in Ordnung und kann eingeschaltet bleiben.

Bei einem Erdschluß bei II fallen unter Ertönung der Erdschlußsignale in allen Stationen die Schalter 1 bis 7 in 15 Sekunden, dann schweigt das Signal; nur in Station B ertönt es weiter. Aus der Signaldauer ist den übrigen Stationen bekannt, daß es sich um die Strecke 7 handelt. Nur B ist noch im unklaren₃ von welcher Seite der Erdschluß kommt, stellt aber durch Probieren leicht die schuldige Strecke fest, da mit Ausschalten seines nach F führenden Schalters auch bei ihm das Signal schweigt. Bei F ist nur der Schalter 7 gefallen; also auch wenn die Zeit (jene 15 Sekunden der Sigaaldauer) nicht genau beobachtet sein sollte, kann nur dieser Schalter der Schuldige sein. Versuchsweises Einlegen des Schalters 7 läßt sofort das Signal ertönen. Die erdschlußbehaftete Strecke ist also in wenigen Minuten her-

s5 ausgefunden; außer dieser selbst (und außer den unwichtigen Nebenstrecken 1 bis 6, die nur kurze Zeit abgeschaltet waren) ist keine Unterbrechung eingetreten.

Bei einem Erdschluß bei III fallen die Schalter 1 bis 8 innerhalb 18 Sekunden ab. Der Parallelbetrieb der beiden Speisestationen ist also unterbrochen. Die Stationen B und F stellen durch Probieren in kürzester Zeit die Lage des Schlusses fest; die davorliegenden Schalter können ohne weiteres wieder eingelegt werden.

Es können naturgemäß Erdschlüsse an vielen anderen Stellen des Netzes auftreten. Wir beschränken uns darauf, noch einen besonders typischen Erdschluß zu erläutern.

Beim Auftreten des Erdschlusses bei VIII fallen innerhalb 27 Sekunden alle mit der automatischen Auslösung versehenen Schalter, und die beiden Speisestationen sind getrennt.

Die Zeit von 27 Sekunden entspricht der Auslösezeit des Schalters 11. In den einzelnen Stationen macht sich der Kurzschluß wie folgt bemerkbar:

In Station A ertönt das Signal auch nach Ablauf der 27 Sekunden weiter, das bedeutet, daß der Schluß in einer der vier abgehenden Leitungen liegen muß. Durch wahlweises, nur sekundenlanges Abschalten dieser Hauptleitungen wird leicht die nach. C führende Leitung als erdschlußbehaftete festgestellt und der betreffende Schalter von Hand ausgeschaltet. Die nach C führende Leitung bleibt also spannungslos, die übrigen drei Hauptstränge nach den Stationen ZX, E und F bleiben ungestört. In Station B ertönt das Signal 18 Sekunden lang, nämlich bis die Schalter 7 und 8 die beiden Speisebezirke voneinander getrennt haben. Die lange Signaldauer deutet darauf hin, daß der Fehler an den Schaltern 4 und 5 nicht liegen kann; diese können also sofort unter Beobachtung der Signallampe oder des akustischen Signals eingelegt werden.

In Station/⁷ dagegen ertönt das Signal ebenfalls langer als 27 Sekunden, da der Erdschluß über die Station A durch die von D herkommende Leitung nach F übertragen wird. Das Signal schweigt erst, wenn A seinen nach C führenden Schalter ausgeschaltet hat. Aus der langen Signaldauer kann F schließen, daß seine Schalter 7 und 8 nicht betroffen sind, und diese unter Beobachtung seiner Alarmeinrichtung sofort wieder einlegen. In Station C ertönt das Signal ebenfalls langer als 27 Sekunden, und zwar ebenfalls, bis A den erdschlußbehafteten Strang abgeschaltet hat. Da die anderen drei Schalter in C, nämlich 6, 9 und 10, aber herausgefallen waren, während das Signal trotzdem weiter ertönte, konnte nur der nach A führende Strang schuld sein; dieser wird daher abgeschaltet.

Die übrigen Schalter können eingelegt werden, und die Station C hat Spannung über F und ZX Ein kurzes probeweises Einlegen des nach A führenden Schalters löst sofort wieder das Signal aus und beweist die Richtigkeit der Annahme, daß der Schluß von C aus auf der nach A führenden Leitung liegt.

In Station D ist nach 2 Sekunden der Schalter 1 gefallen, das Erdschlußsignal geht jedoch mehr als 27 Sekunden weiter; Station D ist also unbeteiligt und legt nach Verstummen des Signals, also nachdem der Schluß von anderer Seite abgeschaltet worden ist, seinen Schalter 1 wieder ein. Station E kann ebenfalls nicht im Zweifel sein, denn auch bei ihr ging das Signal nach Fallen sämtlicher Schalter weiter, da Station E den Fehlerstrom über die Station A und die von VII herkommende Leitung so lange erhält, bis A den fehlerhaften Strang abschaltet. E kann also seine drei Schalter unter Beobachtung seines Signals unbedenklich wieder einlegen. Also ist der Erdschluß in wenigen Minuten lokalisiert und der beschädigte Strang herausgeschaltet, ohne daß Unterbrechungen, außer in den Nebensträngen ι bis 6, eingetreten waren.

Erscheint das Abschalten solcher Nebenstränge bei jedem Erdschluß wegen der Strom-Versorgung wichtiger Abnehmer oder aus anderen Gründen, z.B. wenn diese Abzweigstrecken besonders sicher gebaut sind, untunlich oder überflüssig, so kann die Ausrüstung der Schalter ι bis 6 mit der automatischen Abschaltvorrichtung auch unterbleiben, wodurch sich das Bild vereinfacht. Es fallen alsdann im

Erdschlußfall nur die Schalter 7 bis 11, und Unterbrechungen in der Strornlieferung treten an keiner Stelle des Netzes ein. Die vorbeschriebene Einrichtung läßt sich also jedem Erfordernis und jeder Netzform anpassen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur automatischen Abschaltung von Erdschlüssen bzw. zum Auftrennen erdschlußbehafteter Netze, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Erdschlußanzeigeeinrichtung, die eine Reihe von lediglich in der Auslöaezeit gestuften Auslösern in Tätigkeit setzt, so daß das Öffnen der zugehörigen Netzschalter ohne Rücksicht auf die Lage des Erdschlusses in vorher bestimmter Reihenfolge und in vorher bestimmten Zeitabständen erfolgt.
2. 2. Einrichtung zur Überwachung der Erdschlußabschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder mit einer Erdschlußkontrolle bekannter Art ausgerüsteten Schaltstation außer den üblichen Alarmgeräten und den Zeitauslösern gemäß Anspruch. 1 eine Sekundenuhr oder ein Auslöser mit Zeitskala vorgesehen ist, die bzw. der beim Auftreten eines Erdschlusses in Betrieb und beim Abschalten des Erdschlusses außer Betrieb gesetzt wird, so daß an der Uhr die Zeit der Erdschlußdauer und somit, da die Ablaufzeit und Folge der einzelnen Zeitauslöser bekannt ist, der abschaltende Schalter und damit die Lage des Erdschlusses in jeder Schaltstation abgelesen werden kann.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen