NL194143C - Kabelbeveiligingssysteem. - Google Patents

Description

1 194143

Kabelbeveiliglngssysteem

De uitvinding heeft betrekking op een kabelbeveiligingssysteem voor beveiliging van mens en dier tegen directe aanraking van onder spanning staande elektrisch geleidende delen, alsmede voor beveiliging tegen 5 overstroom van elektrische installaties, met voor elke te beveiligen fase een stroomtransformator.

Een dergelijk beveiligingssysteem is bekend blijkens het Amerikaanse octrooischrift 3.467.890, waarin aan de hand van figuur 4 een differentiaalbeveiliging wordt beschreven, waarbij per fase gebruik wordt gemaakt van een stroomtransformator voor het via een diode en een tijdvertragingscircuit laden van een eerste condensator bij overstroom, en tevens van een tweede stroomtransformator met twee gescheiden 10 ingangswikkelingen en een uitgangswikkeling, welke laatste via een andere diode een tweede condensator kan laden als er een verschilstroom is tussen de beide geleiders, bijvoorbeeld wegens lekstroom naar aarde. Tussen de tweede condensator en de te bekrachtigen uitschakelspoel van de schakelaar bevindt zich een drempeldiode die geleidend wordt bij te hoge spanning op de condensator en dan de spoel bekrachtigt. Om snel reageren op foutstroom mogelijk te maken, is de capaciteit van de tweede condensator 15 heel klein gehouden ten opzichte van de eerste condensator.

Deze bekende schakeling heeft enkele bezwaren. Allereerst heeft het gebruik van een drempeldiode het bezwaar dat een diode aan veroudering onderhevig is, zodat, als een diode ongemerkt in kwaliteit terugloopt, een andere uitschakelwaarde zal gelden. Een ander bezwaar van deze bekende schakeling is dat vanwege het toepassen van een RC-keten, bestaande uit serieweerstand en parallelcondensator, de 20 tijdvertraging vast en star is. Het toepassen van een speciale, extra stroomtransformator maakt de schakeling duur en ingewikkeld.

De onderhavige uitvinding beoogt, een kabelbeveiligingssysteem van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, dat zich van het bekende beveiligingssysteem onderscheidt door eenvoud, kostprijs, betrouw* baarheid en compactheid, en waarvan de schakeling beduidend minder ingewikkeld is dan de bekende, en 25 waarin met name geen speciale, extra stroomtransformator, geen RC-keten voor de tijdvertraging, en geen drempeldiode voorkomen.

Een verder doel van het kabelbeveiligingssysteem volgens de uitvinding is het waarborgen van de veiligheid van mens en dier bij directe aanraking van ten gevolge van een defect onder spanning staande, elektrisch geleidende delen, zonder dat hiervoor grote investeringen in bekabeling en/of beschermingstol· 30 dingen noodzakelijk zijn.

Een ander doel van de uitvinding is, aan kabelbeveiliger te verschaffen, die door haar specifieke overstroomgevoeligheid is afgestemd op de achterliggende installatie.

Daartoe is volgens de uitvinding het kabelbeveiligingssysteem gekenmerkt door de toepassing voor elk te beveiligen fase van een installatieautomaat en van een op de stroomtransformator aangesloten stroommeet-35 relais, dat voortdurende de hoofdstroom lb meet en vergelijkt met een vooraf ingestelde aanspreekwaarde la, en bij overschrijding van die vooraf ingestelde waarde (bijvoorbeeld la = 2x de belastingsstroom lb) een contact sluit dat in serie staat met de spoel van een tijdrelais (instelbaar van 0,1 tot 99,9 sec), van welk tijdrelais een contact in serie staat met de magneetspoel van de installatieautomaat voor die fase, welk contact na het verstrijken van de ingestelde tijd sluit om de arbeidsstroom door de magneetspoel van de 40 installatieautomaat te sturen en de automaat uit te schakelen.

Door de continue meting van de bedrijfsstroom van de fasen van de afgaande groepen door middel van een stroomtransformator met daarachter een stroommeetrelais, voorzien van instelmogelijkheid van aanspreekstroom en hysterese, wordt de afgaande belasting bewaakt tegen overschrijding van de grenswaarde. Om ongewenst uitschakelen ten gevolge van inschakelstroomstoten te voorkomen, wordt het 45 uitgangssignaal van het stroommeetrelais via een digitaal instelbaar opkomvertraagd tijdrelais naar de met de installatieautomaat gekoppelde uitschakelspoel geleid. Bij het overschrijden van een vooraf ingestelde stroomwaarde, gedurende een langere tijd dan vooraf is ingesteld, zal de hoofdstroom door middel van de uitschakelspoel en installatieautomaat onderbroken worden. Het opnieuw inschakelen van de hoofdstroom is mogelijk door het opnieuw inschakelen van de installatieautomaat; indien de overstroom of kortsluiting niet 50 weggenomen zijn, vindt opnieuw uitschakelen plaats. Het beveiligingssysteem volgens de uitvinding is zodanig opgebouwd, dat uitschakeling per fase plaatsvindt (voor bijvoorbeeld lichtinstallaties), maar met kleine aanpassing is ook uitschakeling van alle fasen van een groep mogelijk.

Te dezer plaatse zij opgemerkt, dat uit de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 8902169 van aanvraagster op zichzelf reeds een beveiligingssysteem voor lange, relatief licht belaste sterkstroom-55 leidingen of -kabels, bekend is, met een combinatie van een thermisch/magnetisch en een vertraagd werkende magnetische karakteristiek, waarbij het thermisch magnetische gedeelte per fase bestaat uit een installatieautomaat, welke geheel zelfstandig functioneert bij grotere kortsluitstromen (zoals deze kunnen

Claims (8)

194143 2 optreden in het eerste deel van de te beschermen leiding) en het toegevoegde magnetische deel dat per fase bestaat uit een via een stroomtransformator gevoed stroommeetrelais, dat bij overschrijding van een ingestelde waarde wordt bekrachtigd, waarbij het aanspreken van dit stroommeetrelais de bekrachtiging van de magneetschakelaar naar de afgaande leiding onderbreekt.

5 Het kabelbeveiligingssysteem volgens onderhavige uitvinding onderscheidt zich evenwel daarvan door eenvoud, kostprijs en compactheid. De uitvinding zal in het navolgende aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, weergegeven in de tekening, nader worden toegelicht.

10 Figuur 1 is een schakelschema o.m. voor het verkrijgen van de stuurspanning voor de schakeling van figuur 2; Figuur 2 is een schakelschema voor het per fase beveiligen van een afgaande driefasenkabel met nulleider tegen overstroom, kortsluiting en tegen aanrakingsgevaar.

15 In figuur 1 is aangegeven hoe de stuurspanning van 220 V voor de relais in figuur 2 via de schakelaar F4A wordt afgetakt van de fasegeleider L3 en de nulleider N. Deze stuurspanning dient aanwezig te zijn om het systeem stroom te kunnen leveren. Van de geleider L1 en de nulleider N wordt spanning gevoerd naar kastverlichting met deurschakelaar en kastverwarming. Ook zijn voorzieningen om openbare verlichting in-en uit· te schakelen getekend.

20 Zoals uit figuur 2 blijkt, loopt de hoofdstroom per fase (L1, L2, L3) steeds over de contacten F1, F2, F3 van de installatieautomaat. Deze is magnetisch beveiligd op bij voorbeeld 5 x ln. De betreffende stroomwaarde wordt per fase gemeten via een stroommeettransformator (TR1, TR2, TR3) en gevoerd naar een stroommeetrelais (M1, M2, M3). De gemeten waarde wordt voortdurend vergeleken met de op dit relais door middel van een potentiometer ingestelde waarde (instelbaar van 0,5 tot 5 ampère).

25 Deze instelling geschiedt door middel van een in het stroommeetrelais opgenomen brugschakeling. De instelling geschiedt eenmalig, en is afgestemd op de technische specificaties van de achterliggende, te beveiligen installatie. Zodra de ingestelde waarde wordt overschreden, sluit een contact (M 1,1; M2.1; M3.1) en stelt het ermee in serie geschakelde tijdrelais (Tl; T2; T3) in werking. De tijdvertraging van deze relais is instelbaar tussen 30 0,1 tot 99,9 seconden. Volgens de "Veiligheidsbepalingen in laagspanningsinstallaties NEN1010” zal dit in de praktijk komen te liggen tussen 0,2 en 5 seconden. Verder neemt men in de praktijk als aanspreekwaarde la voor het stroommeetrelais een overstroom van 2 x de belastingsstroom lb. Zodra de ingestelde tijd is verstreken, sluit het contact (T1.1; T2.1; T3.1) van het betreffende tijdrelais dat in serie staat met de uitschakelspoel (MX1; MX2; MX3) van de installatieautomaat, en het bijbehorende (F1;

35 F2; F3) wordt geopend, waardoor de betreffende fase spanningsloos wordt. De schakelvolgorde is derhalve: M1,2,3 - T1.2.3 - F1.2.3. De gehele schakeling is vooraf geijkt met behulp van elektrische meetapparatuur. De installatieautomaat (F7; F2; F3) heeft weliswaar standaard een bimetaal, doch dat wordt bij de beveiliging volgens de uitvinding niet gebruikt. De beveiliging wordt namelijk overgenomen door een elektrisch circuit waarvan de reprodu- 40 ceerbaarheid constant is, hetgeen wil zeggen, dat na vele malen schakelen de ingestelde waarden niet zijn verlopen, dus ook nog gelden na bijvoorbeeld vijf jaar. Na vijf jaar is volgens NEN 3140 controle van de installatie verplicht en kan her-afregeling, indien noodzakelijk, plaatsvinden.

45 Conclusie Kabelbeveiligingssysteem voor beveiliging van mens en dier tegen directe aanraking van onder spanning staande elektrisch geleidende delen, alsmede voor beveiliging tegen overstroom van elektrische installaties, met voor elke te beveiligen fase een stroomtransformator, gekenmerkt door de toepassing voor elke te 50 beveiligen fase van een installatieautomaat en van een op de stroomtransformator aangesloten stroommeetrelais, dat voortdurende de hoofdstroom lb meet en vergelijkt met een vooraf ingestelde aanspreekwaarde la, en bij overschrijding van die vooraf ingestelde waarde (bijvoorbeeld la = 2x de belastingsstroom lb) een contact sluit dat in serie staat met de spoel van een tijdrelais (instelbaar van 0,1 tot 99,9 sec), van welk 3 194143 tijdrelais een contact in serie staat met de magneetspoel van de installatieautomaat voor die fase, welk contact na het verstrijken van de ingestelde tijd sluit om de arbeidsstroom door de magneetspoel van de installatieautomaat te sturen en de automaat uit te schakelen. Hierbij 2 bladen tekening