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Verfahren und Einrichtung zum Schutz von Gleichstromnetzen gegen plötzliche Überlastung.
Zum Schutz von Gleichstromnetzen gegen Überlastungen und Kurzschlüsse verwendet man im allgemeinen schnellwirkende Schalter mit Höehststrommomentauslösung. Die Auslösung des Schalters beginnt, sobald die eingestellte Auslösestromstärke erreicht bzw. überschritten wird. Wenn eine Überlastung die Ursache der Auslösung ist, so erfüllt die Höchststromauslösung den gewünschten Zweck, ist dagegen ein Kurzschluss die Ursache der Auslösung, so ist es unerwünscht, dass das Auslösen erst dann beginnt, wenn die eingestellte Auslösestromstärke überschritten wird.
In diesem Falle ist eine frühere Auslösung erwünscht. um die Abschaltzeit des Schalters zu verkürzen und dadurch die schädlichen Einflüsse des Kurzschlusses sowohl auf das Netz als auch auf die speisenden Maschinen auf ein Mindestmass zu bringen.
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Es kommen nun aber auch Fälle vor, wo man den Schalter nur bei Kurzschlüssen mit verkehrt gerichtetem Strom sofort auslösen will, während man Kurzschlüsse mit normalerichtetem Strom anders behandeln, z. B. erst nach einer bestimmten oder nach einer von der Höchststromstärke abhängigen Zeit abschalten möchte.
Diese Fälle sind besonders für Gleichrichteranlagen von Wichtigkeit, in denen es darauf ankommt, Rückzündungen abzuschalten, noch bevor der Rückstrom eine kurzschlussähnliche Höhe erreicht hat, während Vorwärtsströme erst von einer gewissen, die normal überschreitenden Stromstärke an unterbrochen werden sollen.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass man lediglich die Auslösevorrichtung für Rückstrom von der Steilheit der Stromzeitkurve abhängig macht. Das Ansprechen der Schalter bei Überstrom in der Vorwärtsrichtung kann dabei, gegebenenfalls in der gleichen Vorrichtung, wie bisher von der Überschreitung eines Stromgrenzwertes eingeleitet werden.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Schaltung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Der polarisierte Auslöseanker des Gleichstromschalters a wird demnach von zwei Spulen beeinflusst, einer gewöhnlichen Höchststromspule b, die vom Hauptstrom durchflossen wird, und einer Spule d, die über einen Einstellwiderstand e an den Klemmen einer vom Hauptstrom durchflossenen Drosselspule c liegt.
An den Klemmen der Drosselspule c bildet sich nur dann eine Spannung, wenn sich der sie durchfliessende Gleichstrom ändert, eine Spannung, die um so grösser ist, je grösser die Stromänderung ist. Die Spule d ist so angeschlossen, dass sie bei zunehmendem Strom der Höchststromspule b entgegenwirkt. Der Widerstand c muss so eingestellt werden, dass die Spule d wirkungslos bleibt, so lange die Stromänderungen den normalen Belastungsschwankungen des Netzes entsprechen. Dann ist im Falle eines Rückstromkurzschlusses die Stromänderung so gross, dass die Spannung an der Drosselspule c das Relais d zum Ansprechen bringt, indem ihre Kraft die Kraft der im entgegengesetzten Sinne wirkenden Höchststromspule b überwiegt und
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den Schalter rascher zum Auslösen bringt, noch bevor die Spule b zur Wirkung kommt.
Im Falle eines Rückstromkurzschlusses spricht also der Schalter am schnellsten an und der Höchstwert des Abschaltstromes wird dadurch vermindert, der Schalter also geschont.
Im Falle eines Vorwärtskurzschlusses wird zunächst der Anker des Auslösemagneten von der Schalterklinke wegbewegt, und erst wenn der Stromanstieg sich verlangsamt oder der Kurz- schlussstrom eine erhebliche Höhe erreicht hat, überwiegt die Wirkung der Hauptstromspule b und veranlasst die Auslösung des Schalters.
Es ist aber nicht nötig, die Rückstromauslösung mit der Vorwärtshöchststromauslösung zu kombinieren, die beiden Schaltmagnet können auch getrennt, entweder auf den gleichen Schalter oder auf zwei verschiedene Schalter, einen Höchststromschalter und einen Rückstromschalter, einwirken. Dann ist der Rückstromschalter erfindungsgemäss nur mit einer Spule ausgerüstet, spricht also nur auf Stromänderung bei Rückstrom an.
Die Vorteile, die ein Schalter mit einer von Vorwärtshöchststrom und gleichzeitig von der Rückstromänderung abhängigen Auslösevorrichtung aufweist, treten aber nicht allein beim Vergleich zwischen ihm und einem Schalter mit gewöhnlicher, vom Strom allein abhängiger Auslösung zu Tage, sondern sie kommen auch insbesondere im praktischen Betriebe von Gleichrichteranlagen zur Geltung, denn ein solcher Schalter ist gewissermassen imstande, zwischen einer betriebsmässigen Überlastung und einer für die Anlage gefährlichen Rückzündung zu unterscheiden.
Statt den Einstellwiderstand e zu verwenden, könnte man die Drosselspule selbst, mittels Anzapfungen oder durch Veränderlichkeit des Luftspaltes, regelbar machen. Die Spulen b und d können, wie gezeichnet, unmittelbar mit dem Hauptschalter a zusammengebaut sein, oder aber die Spulen eines oder zweier Relais bilden, die beim Ansprechen mittelbar die Auslösung des Schalters a bewirken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schutz von Gleichstromnetzen gegen plötzliche Überlastung, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansprechen der Sicherheitsvorrichtungen bei Rückstrom von der Steilheit der Stromzeitkurve abhängig gemacht wird, während infolge Anstieges des Vorwärtsstromes kein Ansprechen dieser Vorrichtungen erfolgt.