AT129190B - Einrichtung zur Überwachung von elektrischen Anlagen, die ein Entladungsgefäß enthalten. - Google Patents

Description

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  Einrichtung zur   Überwachung von elektrischen Anlagen,   die ein Entladungsgefäss enthalten. 



   Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen, in denen Quecksilberdampfkolben und ähnliche   Entladungsgefässe, wie sie   z. B. zur Gleichrichtung von Wechselströmen zur Umformung von Gleichstrom oder zur   trägheitslosen   Schaltung von Stromkreisen benutzt werden, vorhanden sind. Bei solchen Anlagen treten vielfach Störungen infolge von   Rückzündungen   in den Entladungsgefässen auf. Durch besondere Gestaltung der Anode durch Anordnung von Gittern in dem Raum zwischen Kathode und Anode, oder durch Einschaltung von Rückstromrelais bzw. 



  Rückstromschaltern hat man bereits versucht, die   Rückzündungen   bzw. die sich daraus ergebenden Störungen zu verhüten. 



   Gemäss der vorliegenden Erfindung wird zur Verhütung der durch Rückzündungen bei solchen Entladungsgefässen möglichen Störungen ein grundsätzlich anderer Weg eingeschlagen, der darin besteht, dass die Lichtstromstärke in der Entladungsbahn zur Überwachung des Stromverlaufes benutzt wird. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäss eine lichtelektrische Zelle vorgesehen, die vorzugsweise nur der Bestrahlung durch den Lichtbogen in der zu überwachenden Entladungsbalin ausgesetzt und mit elektrischen Anzeige-oder Schalt-bzw. Steuervorrichtungen verbunden ist. Insbesondere wird die lichtelektrische Zelle mit einer die beiden Halbwellen einer Wechselspannung, die frequenzgleich mit der Spannung des Entladungsrohres ist, unterschiedenen Einrichtung verbunden, derart, dass die Anzeige-bzw.

   Schalt-oder Steuervorrichtung nur ansprechen kann. wenn die lichtelektrische Zelle in der Sperrhalbperiode beleuchtet ist. 



   Zur Erläuterung des Wesens der Erfindung sei zunächst kurz der Entladungsvorgang zwischen der Kathode und einer Anode betrachtet. Bekanntlich wird während der Halbperiode, in der zwichen Anode und Kathode ein Strom fliesst, in der sogenannten Durchlassperiode, der Quecksilberdampf in dem Anodenarm zu intensivem Leuchten angeregt, während in der anderen Halbperiode, der sogenannten Sperrhalbperiode. bei ordnungsmässigem Arbeiten des Gleichrichters, der Lichtbogen erlischt und die Entladungsbahn dunkel ist. 



   Eine lichtelektrische Zelle mit Ventilwirkung sei nun so angebracht, dass ihre lichtempfindliche Kathode nur von der Entladungsbahn des Lichtbogens her Licht erhalten kann. Sie sei beispielsweise in einem lichtdichten Gehäuse, das den Anodenarm umgibt, geeignet aufgestellt. 



  Die Anode der lichtelektrischen Zelle sei mit dem positiven und die Kathode mit dem negativen Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden. Eine so geschaltete lichtelektrische Zelle wird bekanntlich bei Belichtung   stromdurchlässig.   In ihr wird also während der Durchlasshalbperiode des zu   überwachenden   Entladungsgefässes ein Strom   fliessen,   in der Sperrhalbperiode dagegen nicht. Wenn eine   Rückzündung   auftritt, wird auch in der Sperrhalbperiode ein Strom über die betreffende Anode fliessen. Im Falle der Rückzündung wird also die lichtelektrische Zelle auch in der Sperrhalbperiode bestrahlt und ein elektrischer Strom in der Zelle ausgelöst.

   Gemäss   einer Ausführungsform   der Erfindung wird diese Einwirkung der Rückzündung auf die lichtelektrische Zelle zur Steuerung von Anzeige-bzw. Schaltvorrichtungen benutzt die beispielsweise die am Gleichrichter liegende Spannung im Falle einer   Rückzündung   abschalten. 



     Zweckmässig   wird dabei die lichtelektrische Zelle so geschaltet, dass bei   ordnungsmässigem     Arbeiten des Gleichrichters in der lichtelektrischen Zelle in beiden Halbperioden kein Strom fliesst, jedoch im Falle der Rückzundutig ein Strom in der Zelle ausgelöst wird.

   Dieses wird   

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 erfindungsgemäss in einfacher Weise dadurch erreicht, dass an die Elektroden einer lichtelektrischen Zelle mit Ventilwirkung nicht eine Gleichspannung gelegt wird, sondern eine Wechselspannung, die mit der zwischen Anode und Kathode des Gleichrichters vorhandenen Wechselspannung frequenzgleich, gegen sie aber derart phasenverschoben ist, dass die lichtempfindliche Kathode der lichtelektrischen Zelle in der Durchlasshalbperiode positives, in der Sperrhalbperiode dagegen negatives Potential gegen die Anode der lichtelektrischen Zelle besitzt. Bei ordnungsmässigem Arbeiten des Gleichrichters kann dann in beiden Halbperioden kein Strom in der lichtelektrischen Zelle ausgelöst werden.

   Tritt jedoch eine Rückzündung ein, so wird die lichtelektrische Zelle, bzw. deren Kathode, auch in der Sperrhalbperiode belichtet und in der lichtelektrischen Zelle ein Strom verursacht, da in der Sperrhalbperiode die Kathode der lichtelektrischen Zelle negatives Potential gegen ihre Anode hat. Dieser Strom kann nun, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Verstärkeranordnung, auf eine Anzeigevorrichtung übertragen werden oder auch auf eine Schaltvorrichtung, beispielsweise eine Relaisanordning, die die Spannung vom Gleichrichter abschaltet oder Widerstände einschaltet, so dass sich die   Rück-   zündungen nicht auswirken können. 



   Bei Benutzung einer   Verstärkeranordnung   ist es vielfach vorteilhaft, die lichtelektrische Zelle selbst nicht mit Wechselspannung, sondern mit Gleichspannung zu betreiben und statt dessen als Anodenspannung für wenigstens eine der Verstärkerröhren eine frequenzgleiche Wechselspannung zu benutzen, die gegen die zwischen der Kathode und der betreffenden Anode des Gleichrichters liegende Wechselspannung in der Weise phasenverschoben ist, dass nur in der Sperrhalbperiode des Gleichrichters die Anode der Verstärkerröhre positives Potential gegen ihre Kathode hat. In diesem Falle kann auch eine lichtelektrische Zelle ohne Ventilwirkung Verwendung finden. 



   Es ist zweckmässig, bei Gleichrichtern mit mehreren Anoden jedem Anodenarm eine lichtelektrische Zelle zuzuordnen und sämtliche Zellen auf einen gemeinsamen Übertrager wirken zu lassen, beispielsweise einen Transformator, dessen Sekundärwicklung an eine Verstärkereinrichtung angeschlossen ist, in deren Ausgangskreis sich beispielsweise ein Relais od. dgl. befindet, das dann im Falle der Rückzündung an einer der Anoden anspricht. In dem Ausgangskreis der Verstärkeranordnung können gleichzeitig auch Instrumente zur Anzeige von Augenblickwerten und registrierende Instrumente vorgesehen sein. 



   Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, an Stelle einer lichtelektrischen Zelle für jeden Anodenarm eine Gruppe von lichtelektrischen Zellen vorzusehen, beispielsweise zwei Zellen in Differentialschaltung. Zur konstanten Belichtung einer der Zellen kann gegebenenfalls von der Kathode des Gleichrichters abgestrahltes Licht verwendet werden. 



   Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie   ermöglicht,   bereits ausgeführte Anlagen nachträglich mit einem Schutz gegen Rückzündungen auszurüsten. 



   Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Abbildung dargestellt, u. zw. wird die lichtelektrische Zelle mit Gleichspannung und eine Verstärkerröhre mit Wechselstrom betriehen. Zum Zwecke der besseren Erläuterung ist die lichtelektrische   Überwachungseinrichtung   nur für eine Entladungsbahn gezeichnet. 



   In der Abbildung ist   1   ein Quecksilberdampfgleichrichter mit der Kathode 12 und den Anoden 10 und   13,   die an die   Sekundärwicklung     17 des   aus dem Netz 19 gespeisten Trans-   formators   11 angeschlossen sind. Um den Arm der Anode 10 herum ist ein lichtdichtes Gehäuse 3 gelegt, in dem die lichtelektrische Zelle 2 mit der Anode 15 und der Kathode 14 derart angeordnet ist, das eine im   Anodenarm   10 entstehende Lichtsäule die lichtempfindliche Kathode 14 bestrahlt. Die Kathode 14 der lichtelektrischen Zelle 2 ist an dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 5 gelegt, deren positiver Pol über den Widerstand 4 an die Anode 15 der lichtelektrischen Zelle 2 geführt ist.

   Das eine Ende des Widerstandes 4 ist an das Gitter der   Elektronenröhre C angeschlossen, während   das andere mit dem variablen Abgriff des Potentiometers 16 verbunden ist, das dazu dient, der Röhre 6 mit Hilfe der Spannungsquelle 7 eine geeignete Gittervorspannung zu geben. Im Anodenstromkreis der Röhre 6 ist das Relais 9 vorgesehen.

   Die Anodenspannung für die Röhre   6-wird   mit Hilfe des Transformators 18 ebenfalls dem Netz 19 entnommen, u. zw. derart, dass die Spannung an der Sekundärwicklung des Trans-   formators   18 eine solche Verschiebung gegen die zwischen der Anode 10 und der Kathode   1. 2   des Gleichrichters liegende Spannung hat, dass im Anodenstromkreis der Röhre   C während   der Durchlasshalbperiode der Anode 10 kein Strom fliessen kann, da die Anode der Röhre 6 negatives Potential gegen ihre Kathode besitzt. In der Sperrhalbperiode hat die Anode der Röhre   ss   positives Potential gegen ihre Kathode.

   Mit Hilfe des Potentiometers 1 ist die Gittervorspannung der Röhre 6 so eingestellt, dass bei Dunkelheit im Anodenarm 10 der Anodenstrom der Röhre 6 so gering ist, dass das Relais 9 gerade nicht anspricht. Wenn entsprechend dem ordnung-   mässigen Arbeiten des Gleichrichters in der Sperrhalbperiode im Anodenarm 10 Dunkelheit herrscht, spricht also das Relais 9 nicht an. Tritt jedoch eine Rückzündung ein, so fliesst in   

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 der lichtelektrischen Zelle 2 ein Strom, während die Anode der Röhre 6 positives Potential gegen deren Kathode hat. Der durch den in der lichtelektrischen Zelle 2 fliessenden Strom am Widerstand 4 bewirkte Spannungsabfall kompensiert ganz oder teilweise die Gittervorspannung der Röhre 6. Dieses hat eine Vergrösserung des Anodenstromes der Röhre 6 und das Ansprechen des Relais 9 zur Folge. 



   Das Relais kann nun Anzeige-oder Schalt-bzw. Steuervorrichtungen betätigen, die die Abschaltung des Gleichrichters oder irgendwelcher anderen   Schutzmassnahmen,   beispielsweise die geeignete Aufladung von zwischen Anode und Kathode des Gleichrichters angeordneten Steuergittern, veranlassen. Wie schon erwähnt, können in dem Anodenstromkreis auch Anzeigebzw.   Registrierinstrnmente   vorgesehen sein. 



   Vielfach ist es vorteilhaft, zur genaueren Einstellung der Phasenverschiebung zwischen den an der Verstärkerröhre bzw. an der lichtelektrischen Zelle und am Gleichrichter liegenden Wechselspannungen an sich bekannte Reguliervorrichtungen vorzusehen, beispielsweise einen mit der Primärwicklung des Transformators 18 in Reihe geschalteten variablen Kondensator. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Überwachung von elektrischen Anlagen, die ein Entladungsgefäss enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass eine lichtelektrische Zelle vorgesehen und derart geschaltet ist, dass nur bei   Rückzündungen   ein Ansprechen der von der lichtempfindlichen Zelle gesteuerten Anzeige-bzw. Steuer-oder Schaltvorrichtungen erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtelektrische Zelle mit einer die beiden Halbwellen einer Wechselspannung, die frequenzgleich mit der Spannung des Entladungsrohres ist. unterscheidenden Einrichtung verbunden ist, und dass die Anzeigevorrichtung nur ansprechen kann, wenn die lichtelektrische Zelle in der Sperrhalbperiode beleuchtet ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrieb der lichtelektrischen Zelle eine derart gegen die zwischen Kathode und der betreffenden Anode des Gleichrichters liegende Spannung phasenverschobene Wechselspannung vorgesehen ist, dass die Kathode der lichtelektrischen Zelle in der Durchlasshalbperiode der betreffenden Entladungsbahn positives Potential, in der Sperrhalbperiode dagegen negatives Potential gegen ihre Anode hat.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrieb der lichtelektrischen Zelle eine Gleichspannung und für wenigstens eine der Verstärkerröhren als Anodenspannung eine derart gegen die zwischen Kathode und der betreffenden Anode des Gleichrichters liegende Spannung phasenverschobene Wechselspannung vorgesehen ist, dass in der Durchlasshalbperiode des Gleichrichters die Anode der betreffenden Verstärkerröhre negatives Potential gegen ihre Kathode hat.

   5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Entladungsbahn des Gleichrichters eine lichtelektrisehe Zelle vorgesehen ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den verschiedenen Entladungsbahnen zugeordneten lichtelektrischen Zellen durch einen gemeinsamen Übertrager, beispielsweise Transformator, mit der Verstärkeranordnung gekuppelt sind.

   7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer Entladungbahn eine Gruppe von lichtelektrischen Zellen zugeordnet ist. beispielsweise zwei lichtelektischen Zellen in Differentialschaltung.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Belichtung einer der lichtelektrischen Zellen von der Kathode des Gleichrichters abgestrahltes Licht benutzt wird.

   9. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6. dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung so getroffen ist, beispielsweise durch Wahl der Gittervorspannung einer der Verstärkerrühren. dass die Anzeige-oder Steuervorrichtungen gerade eben noch nicht ansprechen, solange von der liehtelektrischen Einrichtung keine oder nur eine sehr kleine Spannung übertragen wird.