AT114666B

AT114666B - Verfahren und Einrichtungen zur Löschung von Rückzündungen und Unterbrechung von Rückströmen in mehranodigen Quecksilberdampf Gleichrichtern.

Info

Publication number: AT114666B
Authority: AT
Original assignee: Bbc Ag Oesterr
Priority date: 1926-10-18
Filing date: 1927-08-30
Publication date: 1929-10-25

Description

Verfahren und Einrichtungen zur Löschung von Rückziindungen und Unterbrechung von Rückströmen in mehranodigen Quecksilberdampf Gleichrichtern.
EMI1.1

richter kann auch dadurch erzielt-werden, dass die Gitter aller Anoden im Rückzündungsfalle an Spannungen gelegt werden, welche ihnen ein relativ zu den zugehörigen stromführenden Elektroden negatives Potential aufdrücken. Auch bei negativer Ladung aller Gitter sind sämtliche Stromweg des Gleichrichters gesperrt. Die Grösse der erforderlichen Ladespannungen ist meist eine Sache der Erfahrung und der besonderen Verhältnisse.

Es wird daher zweckmässig sein, die Gitter an anzapfbare Wicklungcn eines Transformators (des Haupt-oder eines Hilfstransformators) zu legen und die Höhe der Gitterspannung durch Wahl der Anzapfung den Erfordernissen gemäss zu bestimmen. Es ist nun ganz klar,
EMI2.1
treten könnten. Dies wird dadurch vermieden, dass in die Gitterstromkreise in an sich bekannter Weise Ohmsche Widerstände eingefügt werden, welche den Gitterstrom begrenzen. Diese Ohmsehen Widerstände sind demnach von besonderer Wichtigkeit und ihre Verwendung kommt auch in Frage, wenn die Gitterladung einer besonderen Gleichstromquelle entnommen wird. In diesem Falle werden die Gitter über Ohmsehe Widerstände an den negativen Pol der Gleichstromquelle gelegt, deren positiver Pol mit der Kathode des Gleichrichters verbunden ist.

Eine andere Art, die Gitter für die Führung eines Rückzündungsstromes ungeeignet zu machen, besteht darin, dass man sie (oder ihre Äquivalente, wie z. B. die Anodenhülsen, Metallbänder usw. ) derart ausbildet, dass ein direkter Stromübergang (Konvektions- strom) vom Lichtbogen auf das Gitter unmöglich ist. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass man die Gitter bzw. deren Äquivalente einschliesslich ihrer Stromzuleitungen im Gleichrichter ganz in Isoliermaterial einbettet. Sehr geeignet für diesen Zweck ist die Emaillierung dieser Teile, wobei allerdings noch die Möglichkeit besteht, dass unter dem Einfluss des grossen Temperaturweehsels, wie er in jedem Gleichrichter, der zeitweilig abgeschaltet wird, auftritt, die Emailleschicht Sprünge erhalten und ihre Schutzwirkung teilweise verlieren kann.

Eine andere Art, den Konvektionsstrom zu vermeiden, ist durch die Anordnung der Gitter ausserhalb des den Lichtbogen führenden Raumes gegeben.

Zu diesem Zweck werden die Gitter bzw. deren Äquivalente in an sich bekannter Weise nach Art von Metallringen (Bändern) hergestellt, welche aus Isoliermaterial bestehende Gleichrichterarme umfassen, die zur Führung des Lichtbogens der innerhalb des Armes jeweils angebrachten Anoden dienen. Die Metallringe müssen sich dabei eng an das Isoliermaterial des Armes anschmiegen, weil sie in diesem Falle auf den Entladungsraum kapazitiv einwirken sollen.

Die Erfindung sei an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1, 2 und 3 stellen Einphasengleichrichter dar, deren Stromweg durch Ladung gewisser Metallteile beim Auftreten einer Rückzündung gesperrt werden können. Fig. 4,5 und 6 stellen Mehrphasengleichrichter dar, bei denen diese Sperrung selbsttätig unter Benutzung von Rückstromrelais erfolgt.

In Fig. 1 bedeutet 1 die Sekundärwicklung des den Gleichrichter 7 speisenden Transformators.

2 und 2'sind die Anoden des Gleichrichters, 4 ist dessen Kathode, 5 und 5'sind Metallbänder, welche die Anodenarme 11 und des Gleichrichters umschliessen und mit den Klemmen der Sekundärwicklung über die Schalter 8 und 9 verbunden sind. Der Widerstand 10 soll die Belastung des Gleichrichters darstellen. Um bei Eintritt einer Rückzündung alle Stromweg dieses Gleichrichters zu sperren, werden im gegebenen Falle nur die Schalter 8 und 9 eingelegt und damit das Metallband 5'mit Anode 2, das Metallband 5 mit Anode 2'verbunden. Die Ladung der Metallbänder mittels einer Spannung, welche sich in Gegenphase zur Spannung der zugehörigen Anode befindet, macht den Stromübergang von Anode zu Kathode oder zur andern Anode unmöglich, weil der Lichtbogen teilweise dem Spannungsgefälle entgegenlaufen müsste..

In Fig. 2 wird das gleiche in ähnlicher Weise erreicht wie in Fig. 1. Die Bedeutung der Zahlen ist hier die gleiche bis auf folgende Abweichungen : Die Anodenarme sind hier in Fortfall gekommen, die Anoden 2 und 2'befinden sich im Innern des Gleichrichtergefässes und tragen die aus Isoliermaterial hergestellten Hülsen 21 und 21', um welche sich die Metallbänder 5 und 5'legen. Ferner sind in die Leitungen, welche die Metallbänder mit den Klemmen der Sekundärwicklung 1 verbinden, also vor die Schalter 8 und 9, die Strombegrenzungswiderstände 1. 3 und 14 eingefügt. Diese Widerstände verhindern, dass der Rückzündungsstrom, wenn ihm der Weg zur Anode gesperrt ist, sich über den Gitterstromkreis schliesst, wodurch die ganze Schutzwirkung der Einrichtung in Frage gestellt wäre.

Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 2 nur durch die Verwendung metallischer Hülsen und durch die Einfügung eines Erregerkreises, welcher aus dem Erregertransformator 15, den Erregeranoden 16, 17, dem Ohmschen Widerstand 18 und dem induktiven Widerstand 19 gebildet wird. Auch hier dienen diese Widerstände nur zur Strombegrenzung, während die ganze Erregerein- richtung den Zweck hat, die Wiederzündung des Gleichrichters zu sichern, wenn nach Löschung der Rückzündung die Stromweg für den Stromdurchgang wieder frei gegeben werden.

In Fig. 4 bedeutet 1 die Sechsphasensekundärwicklung des den Gleichrichter speisenden Transformators, 7 den seehsanodigen Gleichrichter, 3 Rückstromrelais, welche in die Anodenstromkreise
EMI2.2

EMI3.1

Der vorstehend erwähnte Widerstand 23 muss unter Umständen einen ziemlich hohen Wert annehmen. Dieses ist in gewissen Fällen unerwünscht, z. B. dann, wenn für diese Abschaltung von Kurzschlüssen in Serie zum Schalter 9 ein weiterer Schalter 25 (Fig. 10) vorgesehenist, der den Kurzschluss definitiv abschalten soll. Durch einen zu grossen Widerstand würde der Rückstrom so gering ausfallen. dass der Schalter 24 nicht mehr ansprechen und infolgedessen nicht abschalten würde. Eriindungsgemäss wird nun der Widerstand 23 dadurch sehr klein gehalten, dass ein Parallelwiderstand 25 zum Gleichrichter vorgesehen wird, der beim Ansprechen des Schnellschalters 9 eingeschaltet wird.

Beim Ansprechen des Schnellschalters fliesst demnach der Rückstrom über den Widerstand 23 und von da einmal über den Gleichrichter 7 und parallel dazu über den Widerstand 25. Die Grösse dieser Zweigströme ist nun umgekehrt proportional den beiden Widerständen oder ihren gegenelektromotorischen Kräften. Je mehr also die Spannung in der rückzündenden Phase des Gleichrichtertransformators sich ihrem positiven Wert nähert, umso kleiner wird der Rückstrom auf den Gleichrichter. Der Rückstrom wird ungefähr Null, wenn die Phasenspannung der rückzündenden Phase etwas grösser als die Netzspannung weniger dem Spannungsabfall im Widerstand 23 geworden ist.

Kurz nachdem der Rückstrom Null ist, steigt der Strom der vorher rückzündenden Phase im positiven Sinn an, um sich über den Widerstand : 25 zu schliessen. Die Widerstände 23 und 25 müssen den Verhältnissen des jeweiligen Betriebsfalles angepasst werden. Der Schalter 9 wird zweckmässig so ausgeführt, dass er im Moment wo der Rückstrom Null geworden ist, wieder in die Anfangsstellung zurückgeht, damit der Gleichrichterbetrieb ungestört weiter geht. Der Schalter kann auch so ausgebildet sein, dass er nach dem Ansprechen mit einer Zeitverzögerung von zirka einer Periode wieder in die Anfangsstellung zurückgeht.

In den Fig. 9-11 sind die für das Anlegen des Anodengitters an die Steuerspannungen zwecks Löschung von Rückzündungen erforderlichen Verbindungen nicht gezeichnet, sie ergeben sich aus den früher erläuterten Fig. 4-6. Als selbsttätig wirkende Einrichtung zur Unterbrechung von Rückströmen und zur Aufrechterhaltung eines störungsfreien Betriebes von Gleichrichtern beim Zusammenarbeiten mit Gleichstromquellen kann auch an Stelle des auf Überstrom ansprechenden automatischen Schalters mit Parallelwiderstand in die Verbindungsleitung zwischen Gleichrichtern und Gleichstromquelle eine Ventilzelle oder ein als Ventil wirkender Glas-oder Metalldampfapparat eingeschaltet werden. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Einrichtung ist in Fig. 11 dargestellt.

Das Ventil 26 ist mit konstanter Erregung versehen, es lässt nur Vorwärtsstrom hindurch, sperrt aber gegen Rückstrom, der von der Gleichstromquelle her entstehen könnte. Infolge der konstanten Erregung der Ventilzelle kann der Gleichrichter sofort nach Unterbrechen des Rückstromes wieder Vorwärtsstrom abgeben, so dass ein ununterbrochener Betrieb gewährleistet wird. Die Ventilzelle sowohl als auch der einen Widerstand
EMI4.1
verlegt werden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Löschen von Rückziindungen, mittels gesteuerter Gitter in mehranodigen Metalldampfgleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, dass erst bei Auftreten von Ruckzündungen mit Hilfe von polarisierten Ruckstromrelais die Stromweg aller Anoden des Gleichrichters durch Anlegen der den Anoden zugeordneten Gitter oder deren Äquivalente an Steuerspannungen gesperrt werden.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter aller Anoden im Rück- zündungsfalle jeweils an Spannungen gelegt werden, welche sich zu den Spannungen der zugehörigen Anoden in Gegenphase befinden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter aller Anoden im Rüek- zündungsfalle jeweils an Spannungen gelegt werden, welche der Spannung der Gegenphase der betreffenden Anoden um einen Winkel == < : 90 vor-oder nacheilen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter aller Anoden im Rückzündungsfalle an Spannungen gelegt werden, welche ihnen ein relativ zu den stromführenden Elektroden negatives Potential aufdrücken.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter aller Anoden im Rück- zündungsfalle an anzapfbare Wicklungen eines Transformators angeschlossen werden, wobei die Höhe der Gitterspannung durch Wahl der Anzapfung beliebig gewählt werden kann.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gitterkreisen in an sich bekannter Weise Ohmsche Widerstände eingeschaltet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter aller Anoden im Rüek- zündungsfalle über Ohmsche Widerstände an den negativen Pol einer Gleichstromquelle gelegt werden, deren positiver Pol mit der Kathode des Gleichrichters verbunden ist.

8. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter bzw. deren Äquivalente (Metallringe, Hülsen od. dgl. ) derart ausgebildet sind, dass vom Licht- EMI4.2 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter bzw. deren Äquivalente in Isoliermaterial eingebettet (z. B. emailliert) sind. <Desc/Clms Page number 5>

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitter bzw. de ren Äquivalente nach Art von Metallringen hergestellt sind, welche aus Isoliermaterial bestehende Gleichrichterarme umfassen, die zur Führung des Lichtbogens der innerhalb des Armes jeweils angebrachten Anode dienen.

11. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Relais derart eingerichtet sind, dass sie nach Verschwinden des Rückstromes, also nach Aufhören der Rückzündung, sofort in ihre Ausgangs-bzw. Ruhelage zurückkehren und dabei die Gitter von den Steuerspannungen ablösen, so dass die Anoden wieder zünden und der normale Betriebszustand des Gleichrichters wieder hergestellt wird.

12. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Unterbrechung von Rückzündungsströmen bei mit andern Gleichstromquellen parallel arbeitenden Quecksilberdampfgleichrichter, dessen Anoden bei Rückzündungen durch Gitterladungen gesperrt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen Gleichrichter und Gleichstromquelle eine selbsttätige wirkende Einrichtung geschaltet ist, die unter der Wirkung eines in der Verbindungsleitung fliessenden Rückstromes oder Überstromes den Widerstand der Verbindungsleitung bis zur Unterbrechung dieser Ströme erhöht, ihn aber nach Verschwinden derselben wieder herabsetzt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in Verbindungsleitung zwischen Gleichrichter und parallel arbeitender Gleichstromquelle ein Widerstand eingeschaltet ist, der im Normalbetrieb für einen Schnellschalter kurzgeschlossen ist, wobei der Schalter unter Einfluss des Rück-oder Überstromes die Überbrückung öffnet, sie aber nach Verschwinden des Fehlerstromes selbsttätig wieder herstellt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der & hnellschalter mit einer Zeitverzögerung versehen ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellschalter unter dem Einfluss des Rück- oder Überstromes einen Parallelwiderstand zum Gleichrichter einschaltet.

16. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen Gleichrichter und Gleichstromquelle eine Ventilzelle geschaltet ist, die jeden nach dem Gleichrichter gerichteten Strom (Rückstrom) sperrt, dagegen den normal gerichteten Strom (Vorwärtsstrom) durchlässt. EMI5.1