DE676655C - Schutzeinrichtung fuer Gleichstromgeneratoren gegen Gestellschluss - Google Patents

Description

• Schutzeinrichtung für Gleichstromgeneratoren gegen Gestellschluß Für Schutzeinrichtungen gegen Gestellschlüsse bestehen zwei Forderungen, die einander bis zum gewissen Grad widersprechen. Einmal soll die Schutzeinrichtung bei Fehlern, die nahe am Punkt mit Erdpotential liegen, noch arbeiten, andererseits durch Kletnmenerdschlüsse nicht überlastet werden.
• Hierfür ist es bekannt, bei Wechselstromgeneratoren veränderliche Nullpunktwiderstände bzw. veränderliche Widerstände im Spannungskreis des wattmetrischen Erdschlußrelais vorzusehen.
• Eine solche Einrichtung ist für Gleichstromgeneratoren nichtbrauchbar, da die veränderlichen bzw. umschaltbaren Widerstände aus praktischen Gründen im Sekundärkreis eines Wandlers liegen müssen. Andererseits ist es auch für Gleichstromgeneratoren bekannt, zur Feststellung eines Erdschlusses den Spannungsabfall an Widerständen zu überwachen, die zwischen den Klemmen und dem geerdeten Mittelpunkt des Generators liegen. Da sich bei dieser bekannten Anordnung auch durch hochempfindliche Schutzeinrichtungen, die auf den Fehlerstrom nach Erde selbst ansprechen, ein hundertprozentiger Schutz nie erreichen läßt, sind im letzteren Falle vom geerdeten Mittelpunkt ausgehend zwei nichtgeschützte Wicklungsbereiche vorhanden. Zur Betätigung der Schalteinrichtungen sind hierbei auch zwei Relais oder eines mit zwei Wicklungen erforderlich.
• Der Gegenstand der Erfindung bringt demgegenüber einen nahezu hundertprozentigen Schutz der Wicklungen für Gleichstromgeneratoren, Motoren o. dgl. bei einseitiger Erdung des Schützlings gegen Gestellschluß mit Verwendung ebenfalls zweier Relais. Bei einseitiger Erdung wird einerseits vermieden, daß zwei ungeschützte Bereiche vorhanden sind, andererseits sind zwei Relais vorgesehen, um den eingangs gekennzeichneten einander widersprechenden Forderungen gerecht zu werden.
• In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ist tIT die zu schützende elektrische Maschine, deren eine Klemme über den Hauptschalter H5 an Erde, dargestellt durch eine Stromschiene; liegt, während die andere Klemme beispielsweise die Fährleitung speist. Zwischen der geerdeten Klemme und dem Gehäuse ist erfindungsgemäß eine Hilfsleitung über ein Relais RF und eine Sicherung S vorhanden, während die eigentliche Erdungsleitung des Gehäuses über ein weiteres Relais RG mit der Erdplatte oder der Stromschiene verbunden ist.
• Die beiden Relais RG und RF unterscheiden sich lediglich durch ihre Ansprechempfindlichkeit, während die von ihnen betätigten Kontakte auf die gleichen Einrichtungen, nämlich die Hauptschalterspule, eine Signalvorrichtung o. dgl., arbeiten. Außerdem können die Relais zweckmäßig als Kipprelais ausgebildet sein, wobei, um eine Überlastung zu verhindern, nach dem Ansprechen durch das Relais selbst seine Erregung abgeschaltet bzw. seine Spule überbrückt werden kann.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist kurz folgende: Wird die Isolation der Wicklung an einer beliebigen Stelle langsam schadhaft, so treten zunächst geringe Ströme aüi das Gestell über, die durch die Hilfsleitungen über die Sicherungen und das Feinrelais RF zur geerdeten Klemme zurückfließen. Es besteht zwar für diese Ströme noch ein Parallelweg über das Relais RG, die Erdplatte durch i?rcle zur Stromschiene und über die Speiseleitung zur Klemme. - Dieser Parallelweg hat aber einen wesentlich höheren Widerstand, so daß der Strom in der Spule des Relais R1, nur wenig hiervon beeinfiußt wird.
• Treten plötzliche Isolationsschäden auf, so daß ein kräftiger Stromstoß über das Gestell nach Erde fließt, so würde das Relais RF überlastet, da es bereits auf wenig Zehntel Ampere ansprechen soll und demgemäß nicht den vollen Kurzschlußstrom der Maschine aushalten kann. In diesem Fall wird das Relais durch die Sicherung S; die trägheitslos ansprechen soll, geschützt. Hierbei wird aber auch eine zuverlässige Abschaltung der Maschine erreicht, da nunmehr das Grobrelais SG anspricht und die Abschaltung bewirkt.
• Im Falle eines Fehlers nahe der geerdeten Klemme werden immer nur infolge der geringen treibenden Spannung geringe Ströme auf das Gestell übertreten, die aber durch das-Relais RF sicher erfaßt werden. Somit ist mit einfachen Mitteln ein nahezu hundertprozentiger Schutz eines Gleichstromgenerators zu erreichen: Selbstverständlich kann man die beiden Relais räumlich zusammenfassen bzw. ein Relais mit zwei Spulen verwenden. Man kann auch in den Stromkreis des Feinrelais zusätzlich oder an Stelle der Sicherung S eine Drossel mit niederem Ohmwert, aber genügend höher Induktivität legen, um ein plötzliches Ansteigen des Stromes in der Relaisspule zu verhindern. Das Feinrelais spricht somit verzögert an. Dies ist bei geringfügigen Fehlern kein Nachteil; bei starken Fehlerströmen spricht dagegen das Grobrelais ünv erzögert an. Man kann dann das Feinrelais abschalten bzw. dessen Stromspule kurzschließen, bevor die Stromstärke in diesem Kreis eine solche Höhe erreicht hat, claß eine Überlastung des Relais eintritt.
• Man kann durch das Feinrelais lediglich auf eine Signalvorrichtung arbeiten lassen, während die Abschaltung vom Grobrelais bewirkt wird. Verwendet man Kipprelais, so kann man diese auch sekundär an Wandler anschließen, so daß diese nicht auf das Vorhandensein eines Gestellschlussesä sondern auf das Auftreten eines Stromstoßes (dt) in der überwachten Leitung ansprechen. Auch hierbei kann vor die Spule des Feinrelais eine Drosselspule zum Schutz gelegt werden.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann sinngemäß in Gleichstromanlagen zum Schutze beliebiger Apparate gegen Gestellschluß Verwendung finden.

Claims (1)

1. PATLNTANsrRÜciir: i. Schutzeinrichtung gegen Gestellschluß für Gleichstromwicklungen, deren eine Klemme geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Relais verschiedener Ansprechernpfindlichkeit verwendet werden, von denen das mit geringerer Empfindlichkeit in die Erdungsleitung des Gestells geschaltet ist und das mit höherer Empfindlichkeit in einer Hilfsleitung zwischen der geerdeten Klemme und dem Gestell des zu schützenden Apparates liegt und gegen höhere Erdschlußströme durch selbsttätige Aüßerbetriebsetzung geschützt wird. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutze des hochempfindlichen Relais (RF) eine Sicherung vorgesehen ist, die mit seiner Spule in Reihe liegt. 3. Einrichtung nach# Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutze des hochempfindlichen Relais (Rl:) eine Drossel vorgesehen ist, die mit seiner Spule in Reihe liegt. ' 4.. Einrichtung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais oder beide Relais als Kipprelais ausgebildet sind, die ihre Stromspule nach dem Ansprechen abschalten oder kurzschließen. 5. Einrichtung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspule des empfindlicheren Relais (RF) durch das Ansprechen des weniger empfindlichen Relais (R(-,) abgeschaltet oder kurzgeschlossen wird. 6. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kipprelais ausgebildeten Relais auf der Sekundärseite von Transformatoren angeordnet sind und somit auf den Erdschlußstronzstoß ansprechen. 7. Einrichtung nach Anspruch r bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais räumlich zusammengefaßt bzw. als einziges Relais mit zwei Spulen ausgebildet sind.