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Einrichtung zum Schutze elektrischer Anlagen gegen Überlastung.
Bei Kurzschlüssen in elektrischen Anlagen kann mitunter die Kurzschlussst--omstärke einen ausserordentlich hohen, gefährlichen Wert annehmen. Bei der vorliegenden Erfindung wird die bei einer zeitlichen Änderung der Strombelastung in einem Transformator erzeugte Spannung zur Unterbrechung des überlasteten Stromkreises vor dem. Auftreten unzulässig hoher Stromstärken benutzt. Von den bekannten Vorrichtungen dieser Ait unterscheidet sich die neue Einrichtung dadurch, dass ausser der von der zeitlichen Änderung der
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Weiter kann nach der vorliegenden Erfindung in dem Auslösestromkreis noch eine Funkenstrecke vorgesehen sein; hierdurch ist man in der Lage, die Wirkung der Einrichtung auf ein bestimmtes Strombeiastungsgebiet scharf abzugrenzen, denn das Durchschlagen der Funkenstrecke, welches dann erst das Auslösen ermöglicht, tritt bei einer ganz bestimmten Sekundärspannung des Transformators auf. Dadurch, dass m. m die Funkenstrecke ein-
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Kapazitäten angeordnet sein, um die verzögernde Wirkung der Selbstinduktion des Auslöse- magnetea zu verhindern.
Zweckmässig wird weiter auch noch die Sekundärspannung des Transformators kleiner gewählt, als die Hilfsspannung, so dass ein ungewolltes Ansprechen der Funkenstrecke und die Wirkung der elektrischen Trägheit der Auslösespule vermieden wird. Denn wenn die Sekundärspannung des Transformators grösser wäre, als die Hilfsspannung, so bestünde die Möglichkett, dass bei plötzlichem Sinken des Stromes der Schalter auslöst. Der Transformator kann weiter mit einer verhältnismässig hohen Windungszahl in der Sekundärspule und einer kleinen Windungszahl in der Primärspule versehen werden, um zu verhüten, dass innerhalb einer gewissen verhältnismässig kleinen Stromänderung, z.
B. bei einer Steigerung vox up bis zum zwei-oder dreifachen des Normalstromes, ein Ansprechen stattfindet. Die geringe Primäl windungs- zahl des Transformators dient dazu, bei grosser Stromstärke die Sättigung des Train. formators zu verhüten, damit das Magnetfeld entsprechend dem Strome ansteigt, weil dann auch die Zündspannung umso niedriger ist, je grösser der Stromanstieg ist. Denn je grösser der Stromanstieg ist, umso langsamer fällt die Sekundärspannung des Transformators, umso leichter also zündet sie. Würde der Transformator dagegen gesättigt sein, dann würde trotz des grösseren Stromanstieges das Feld nicht steigen und auch die Zündspannung gleich bleiben, also eine Einstellung derselben auf eine bestimmte Stromstärke unmöglich sein.
Die hohe Sekundä windungszahl des Transformators dient dazu, trotz der geringen Primärwindungszahl (also Feldstä ke) eine hohe Sekundärspannung zu erzeugen. Die Begrenzung des wirksamen Überlastungsgebietes kann durch Änderung der Überschlagspannung der Funkenstrecke
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formator eine bestimmte Remanenz erhält oder mit einer Hilfswicklung versehen wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in Fig. i schematisch gezeichnet. Der Gleichstromgenerator 1 soll durch den Schalter 2 so schnell abgeschaltet werden, dass die Stromstärke nicht über einen gewissen ungefährlichen Wert steigt, wenn etwa im Netz bei 3 ein Kurzschluss eintritt. In dem Stromkreis ist eine Drosselspule 4 vorgesehen, die ein allzu schnelles Ansteigen des Stromes verhindert, falls dies nicht schon durch die eigene Reaktanz der Maschine geschieht. Die Hauptstromwicklung 5 eines Transformators liegt im Hauptstromkreis, seine Sekundärwicklung 6 im Stromkreis der Auslösespule des Schalters 2.
In dem Stromkreis der Sekundärspule 6 liegt ausserdem noch eine zweckmässig einstellbare Funkenstrecke 8, der die Aufgabe zufällt, die Wirkung der Einricktung auf ein bestimmtes Strombelastungsgebiet scharf abzugrenzen und das Arbeit t. n genau und bestimmt zu gestalten. Weiter liegt im Sekundärstromkreis noch eine Batterie 9. Die Schaltung bei dieser Einrichtung ist derart, dass bei ansteigendem Strom sich die Wirkung der beiden Spannungen summiert, bei Abstieg des Stromes dagegen nur der Unterschied zwischen beiden zur Wirkung kommt.
Die Funkenstrecke 8 ist so eingestellt, dass bei Überschreiten der Spannung der Batterie 9 um einen bestimmten Wert ein Durchschlagen erfolgt, so dass dann erst der Auslösemagnet durch die konstante Spannung eu der Batterie, ver-
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'mehrt um die zeitlich mehr oder weniger abfallende Sekundärspannung c, erregt wird, wie das Schaubild in Fig. 2 erkennen lässt. Der Maximalwert der Spannung C5 (co) hängt ab von der Geschwindigkeit der Stromänderung. Die verschiedenen Kurven Co hängen ab von der Zeitdauer der Stromänderung. Je länger nämlich der Strom ansteigt, umso. langsamer fällt die Spannung es ab.
Ausser dem Vorteil einer Verhinderung leichten Ansprechens der Funkenstrecke bei
Stromverminderung, den eine im Verhältnis zur Sekundärspannung grosse Hi1fssp. mnung bietet, entsteht hierdurch noch der weitere Nutzen, dass die elektrische Trägheit der Auslöse- spule nicht störend in die Erscheinung tritt, denn die Zeit bis zum Beginne der Bewegung des durch die Auslösespule beeinflussten Magnetankers ist umso geringer, je höher die auf- gedrückte Spannung ist. Auch ist es zur Erzielung einer höheren Genauigkeit für das An- sprechen der Funkenstrecke zweckmässiger, mit kleinen Strömen und hohen'Spannungen zu arbeiten und nicht umgekehrt.
Verwendet man bei einer Einrichtung zum Schutze einer Gleichstromanlage einen
Hilfstransformator mit einer bestimmten Remanenz oder verändert man diese Remanenz, z. B. durch Anbringung einer Hilfswicklung 11 in Fig. 4, welche der Primärwicklung 5 des
Transformators entgegengewickelt ist, so dass die Magnetisierungskurve bestimmte Formen annimmt, so wächst die Kraftlinienzahl bei zeitlich geradlinigem Ansteigen der primären
Stromstärke zeitlich nach einer Kurve, die dem aufsteigenden Ast der Hysteresisschleife bei
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anfänglich umso kleiner, je höher die Remanenz ist. Erfindungsgemäss wird durch eine zusätzliche Erregung der Anfangspunkt des aufsteigenden Astes nach Bedarf auf den ab-
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abwärts, bei gleichsinniger Erregung nach aufwärts.
Mit der gleichen Änderung der Erregeramperewindungen, etwa entsprechend der Strecke x, wird im ersteren Falle eue bedeutend höhere Sekundärspannung erzeugt, weil der aufsteigende Ast dieser Schleife bedeutend steiler verläuft, als wenn die Gegenerregung nicht vorhanden wäre. Eine Schaltung ergibt sich aus Fig. 4. Die zusätzliche Erregung liefert die Spule 11 am Transformator 5, 6.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Einrichtung zum Schutze elektrischer Anlagen gegen Überlastung, bei welchen durch die zeitliche Stromänderung in einem Transformator eine Spannung für Betätigung eines Auslösestromkreises erzeugt wird. dadurch gekennzeichnet, dass ausser dieser Spannung noch die Hilfsspannung einer weiteren Stromquelle verwendet (in Reihe geschaltet) ist, so dass nur bei Stromanstieg, nicht aber bei plötzlicher Stromabnahme eine für die Auslösung genügende Stromstärke im Auslösekreis auftreten kann.