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Sicherungsanordnung gegen Überspannungen beim Einschalten von elektrischen Maschinen oder anderen Apparaten.
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durch die Sicherheitsyorrichtung nicht stattfindet.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass beim Einschalten von Maschinen usw. leicht Durch- schlags auftreten, und zwar sind es vorwiegend die der Zuleitung des Stromes am nächsten liegenden Spulen bezw. Leiterteile, welche durchgeschlagen werden. Versuche haben ergeben, dass die Spannungszunahme der Spulen beim Ein-oder Ausschalten um so geringer wird, je weiter dieselben von der Stromzuführung entfernt liegen. Dies kann klar aus folgendem Versuch ersehen werden, den die Erfinderin angestellt hat. Ein für 10000 Volt Sternspannung gewickelter Drehstrommotor mit acht Spulen pro Phase wurde an eine Stromquelle von 10000 Volt angeschlossen.
Es ergaben sich sodann an den einzelnen Spulen die in Spalte 2 der nachstehenden Tabelle verzeichneten Spulenspannungpn.
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<tb> l <SEP> i <SEP> 2) <SEP> 8'4' <SEP> ! <SEP> o
<tb> Spannung <SEP> eine <SEP> 720-Volt- <SEP> eine <SEP> 1100-Volt- <SEP> eine <SEP> 1800-Voltbeim <SEP> Einschalten'j <SEP> ohne <SEP> jede <SEP> Drosselspule <SEP> Drosselspule <SEP> Drosselspule
<tb> Drosselspule
<tb> längs <SEP> der:
<SEP> vorgeschaltet <SEP> vorgeschaltet <SEP> vorgeschaltet
<tb> ersten <SEP> Spule <SEP> 8000 <SEP> 4000 <SEP> 3000 <SEP> 2000
<tb> zweiten <SEP> Spule <SEP> 4000 <SEP> 2500 <SEP> 2000 <SEP> 1500
<tb> dritten.. <SEP> 2500 <SEP> 1600 <SEP> 1500 <SEP> 1150 <SEP> I
<tb> vierten <SEP> 1800 <SEP> 1300 <SEP> 1100 <SEP> 900
<tb> fünften <SEP> 1300 <SEP> 1000 <SEP> 900 <SEP> 820,
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Es ist ersichtlich, dass, während im normalen Betrieb an jeder Spule eine Spannung von
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herrscht, im Moment des Einschaltens an der ersten Spule eine elfmal höhere Spannung auftritt.
Um diese gefährliche Spannung aus der Maschine zu entfernen, wurde nun die erste Spule, welche die bedeutendste Spannungserhühung zeigt. gewissermassen aus der Maschine herausgenommen, indem letzterer eine Drosselspule vorgeschaltet wnrde, die im normalen Betrieb den gleichen Spannungsbetrag abdrosselt wie jede Ankerspule.
Das Ergebnis war das in Spalte 3 angeführte. Die an der ersten Spule beim Einschalten auftretende Überspannung ist, wie ersichtlich, von POOO auf 4000 Volt, also auf
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vorgeschaltot, so ergaben sich die in Spalte 4 bezw. 6 enthaltenen Zahlen, wobei beim Einschalten eine Überspannung an den Drosselspule mit 1 0500-13300 Volt zustande kam. Diese Wirkung der Selbstinduktion lässt sich in folgender Weise erklären :
Wenn die Selbstinduktion nicht vorgeschaltet ist, wirkon die der Stromzuleitung zunächst liegenden Wicklungs-bezw.-Leiterteile im Augenblick des Einschalten drosseln, so dass gewissermassen der grösste Betrag der Überspannung sich an diesen ersten Wicklungteilen anstaut.
Schaltet man jedoch unmittelbar vor die Maschine eine Selbstinduktion, so wird nunmehr diese die Überspannung aufnehmen, so dass letztere innerhalb der Maschine selbst nicht mehr zur Geltung kommt. Vielmehr tritt die Spannungserhöhung jetzt an der Selbstinduktionsspule auf, welche jedoch leicht derart isoliert werden kann, dass ein Durchschlag nicht mehr vorkommt. Damit nun die der Maschine vorgeschaltete Selbstinduktionsspule im normalen Betrieb nicht unnötigerweise Spannung abdrosselt, wird die Einrichtung so getroffen, dass die Spule während des normalen Betriebes kurzgeschlossen wird. Auch ist es möglich, den Koeffizienten der Selbstinduktion durch Veränderung des Widerstandes des magnetischen Kreises derartig herabzudrücken, dass eine nennenswerte Abdrosselung im normalen Betrieb nicht mehr auftritt.
Zweckmässigerweise verbindet man die Vorrichtung zum Kurzschliessen der Drosselspule oder zur Verminderung ihrer drosselnden Wirkung gleich mit dem Schalter.
Falls es sich um eine Anlage mit mehreren Maschinen usw. handelt, ist es nicht notwendig, für jede der Maschinen eine besondere Selbstinduktion vorzusehen, vielmehr kann man zweckmässig eine Drosselspule für mehrere Maschinen usw. verwenden, indem man dieselbe immer nur dann anschliesst, wenn die Maschine ein-oder ausgeschaltet worden soll.
Ähnliche Erscheinungen, wie sie oben erwähnt wurden, hat man schon früher bei IIoc1lspannungsversuchen beobachtet. Wenn z. B. eine Spule auf ein hohes Potential geladen ist und das eine Ende derselben plötzlich entladen wird, so tritt ein Spannungszustand auf, der bestrebt ist, die Ladung der Spulenwindungen durch die Isolation zwischen den Windungen hindurch nach der Klemme und nicht rund um die Windungen sich aus-
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Spule, und zwar auf die der Klemme am nächsten liegenden statt. Um diese Konzentration hervorzurufen, ist Bedingung, dass die Entladung der Spulcnklemme äusserst plötzlich erfolgt. Dies kann nun meistens nur geschehen, wenn die Klemme durch einen Funken in der Nähe der Klemme selbst entladen wird, z.
B. durch eine zufällige oder sonstige Entladung zwischen den beim Versuch verwendeten Drähten. Solcbe äusserst plötzliche Entladungen kann man unschädlich machen durch Anwendung von Drosselspulen, hohen Widerständen oder statischen Unterbrechen (Drosselspulen mit Kondensatoren), die in die Leitungen der zu schützenden Apparate eingeschaltet werden, wobei vorausgesetzt ist, dass keine Entladung näher an dem Apparat stattfinden kann als in der Schutzvorrichtung. Derartige Vorkehrungen muss man z. B. treffen bei Versuchen, bei welchen zum Messen der Spannung Fnnkfn- strecken benutzt werden. Anderenfalls kann das Ansprechen einer solchen Funkenstrecke Isolationsdurchschläge in dem zu prüfenden Apparat zur Folge haben.
Den oben angeführten Erscheinungen und Massnahmen gegenüber handelt es sich
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Maschinen, die in der Verwendung einer denselben vorgeschalteten, im normalen Betrieb wirkungslosen Selbstinduktion besteht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sicherungsanordnung gegen Überspannungen beim Einschalten von elektrischen Maschinen oder anderen Apparaten, gekennzeichnet durch die Verwendung einer denselben vorgeschalteten, im normalen Betrieb durch Kurzschliessen, Ausschalten, Veränderung des magnetischen Widerstandes usw. wirkungslos gemachten Selbstinduktion, zum Zwecke, den erscheinungsart der Überspannung aus der Maschine heraus in die Drosselspule zu verlegen, dabei aber im normalen Betrieb Al) drosselung von Spannung zu vermeiden.