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Schutzeinrichtung gegen Störungswellen für in Streckenabschnitte zerfallende Leitungssysteme.
Im Stammpatent sind Anordnungen zum Schutz elektrischer Leitungen gegen Stötungs- wellen beschrieben, die dadurch wirken, dass die Störungswellen an den einzelnen Streckenabschnitten durch besondere Einrichtungen, wie Drosselspulen in den Leitungen und Kondensatoren, parallel zu den Leitungen oder Widerstände, die die Energie der auftreffenden Störungswellen absorbieren, aufgehalten werden und dort durch Auslöserelais das Abschalten des gestörten Leitungsteiles bewirken.
Gegenstand der Erfindung sind nun einfache und besonders günstig wirkende Anordnungen, den Relaisstromkreis zu betätigen, ohne dass es erforderlich wäre. die gesamte Störungsenergie durch diese Kreise durchzuleiten. Der Erfindung gemäss erhält nun der Relaisstromkreis eine eigene Energiequelle. Als Stromschlussvorrichtung für diesen Relaisstromkreis dient nun eine Funkenstrecke, die von den Störungswellen erregt wird. Es wird hierbei die bekannte Erscheinung benutzt, dass man einen Lichtbogen zwischen zwei Elektroden dadurch zündet, dass man in dem Zwischenraum zwischen beiden Elektroden Ionen erzeugt, beispielsweise indem man zwischen den Elektroden den Funken eines Induktoriums überspringen lässt.
Hierdurch wird für den Betriehsstrom eine Überbrückung von hinreichend geringem Widerstand geschaffen, so dass auch nach Unterbrechung des Funkenstromes der Lichtbogen und somit der Stromschluss bestehen bleibt.
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sator, die zusammen ein an sich bekanntes Schutzsystem für die Leitung n bilden. Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i ist nun in den Kondensatorstromkteis ein Tiansfoima'Lor t geschaltet, an dessen Sekundärwicklung die neue Schutzanordnung angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist von der besonderen Schaltung der Fig. I, wonach sie mit dem Kondensatorstromkreis gekuppelt ist ; unabhängig ; man kann sie ebensogut an eine Drosselspule gemäss Fig. des Stammpatentes oder an einen Transformator gemäss Fig. 5 des Stamm- patentes anschliessen oder sie in den Anordnungen gemäss Fig. 2 und 4 dieses Patentes verwerten.
Im Stromkreis der Sekundärspule des Transformators t der Fig. i liegt nun die Funken- strecke/'. Tritt'nun eine Überspannungswelle auf, die durch den Kondensatorkreis zur Erde abgeleitet wird, so erzeugt der in der Primärwicklung des Transformators t fliessende Strom eine hohe Spannung in der Sekundärspule dieses Transformators, die sich über die Funkenstrecke ausgleicht. Sobald die Funkenstrecke durch eine solche Überspannungswelle erregt wird, wird auch der Relaisstromkreis geschlossen, der aus der Batterie b zur Speisung des Relais und dem Relais r besteht. Ein Kondensator Cl im Erregerkreis der Funkenstrecke dient dazu, diesen Kreis gegen Strom aus der Batterie b zu sperren.
Eine andere, besonders zweckmässige Sperrvorrichtung für den Relaisstrom ist in Fig. 2 veranschaulicht. Dort sind ausser der Hauptfunkenstrecke f zwei Vorfunkenstrecken fl'/2 in den Erregerkreis der Hauptfunkenstrecke geschaltet. Tritt eine Störungswelle auf, so überbrücken die auftretenden Sprungspannungen Vorfunkenstrecke und Hauptfunkenstrecke, während der Stromschluss für den Relaisstromkreis durch den Lichtbogen der Hauptfunkenstrecke gebildet wird.
Um andrerseits zu verhindern, dass die hochfrequenten Sprungwellen in den Relaisstromkreis eintreten, gibt man entweder dem Relais r selbst eine hohe Selbstinduktion oder schaltet Selbstinduktion (z. B. , ; Fig. 2) vor das Relais. Die Verwendung des Lichtbogens als Stromschlussvorrichtung für den Relaisstromkreis hat den besonderen Vorteil, dass man mit verhältnismässig geringen,. in der Sekundärspule des Transformators t induzierten Spannungen bereits ein sicheres Zünden des Lichtbogens erreichen kann, insbesondere dann, wenn man als Material für die Elektroden solche Körper verwendet, die die Elektrizität gut leiten, wie z. B. Kohle, Kupfer, Nickel. Von Einfluss auf diese Verhältnisse ist naturgemäss auch die Form der Elektroden.
Mit Rücksicht auf den Abbrand ist es zweckmässig, die Elektroden als parallelstehende gestreckte Metallkörper, wie Drähte oder Bleche, auszubilden. Nach einigen hundert Zündungen bekommen diese Elektroden eine gezahnte Oberfläche, so dass sich zwei Reihen von unregelmässig geformten *) Erstes Zusatzpatent Nr. 84241.
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Spitzen einander gegenüberstehen, die das Überschlagen der Sprungspannungen erleichtern. Der Relaisstromkreis wird dabei zweckmässig an einander diametral gegenüberstehende Enden der Elektroden angeschlossen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Durch diese Anordnung der Anschlüsse wird die Blaswirkung der Stromschleifen vermieden, die beim Anschluss an unmittelbar
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Hierdurch wird also ein stabiler Lichtbogen erzielt.
An Stelle von Gleichstrom kann man auch Wechselstrom zur Speisung des Relaisstromkreises verwenden. Da ein Wechselstromlichtbogen zwischen den Elektroden leichter abreisst
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phasenanlagen treffen lässt. In dieser Figur bedeuten l die Drosselspulen in den Netzleitungen Mi, n2.
Kg, ci. e ; i, Cg sind Kondensatoren, tl, t2, t3 Transformatoren zur Erregung der Funkenstrecke.
'An die Funkenstrecke ist der Relaisstromkreis, bestehend aus dem Relais r und der Spannungs-
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für mehrere Phasen gemeinsam. Hierdurch wird es möglich, für sämtliche Phasen des Netzes mit einer einzigen Relaisanordnung auszukommen.
. Um den Abbrand der Elektroden zu vermindern, kann man die bekannten Massnahmen treffen, also beispielsweise die Elektroden in ein Gefäss einschliessen, welches mit einem indifferenten Gase, beispielsweise Stickstoff, gefüllt ist. Ein weiteres Mittel zur Verminderung des Abbrandes
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licht. Sobald eine Störungswelle die Funkenstrecke f1, f2, f2 geschaltet hat und im Relaisstromkreis ein Strom fliesst, wird der Kern kl des Relais rl angezogen und öffnet einen Schalter s1. der den Relaisstromkreis unterbricht. Der Lichtbogen zwischen den Elektroden von f erlischt
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des Stromes im Relaisstromkreis fällt der Kern des Relais wieder ab, der Schalter SI wird geschlossen.
In dieser Fig. 5 ist nun weiter ein Schutzsystem veranschaulicht, das geeignet ist, ein Leitungssystem gegen die Wirkung von gleichzeitig auftretenden Überströmen und Überspannungen zu sichern. Zu diesem Zweck ist ausser dem Relais rl, das über die Funkenstrecken f von Überspannungen betätigt werden soll. ein zweites relais r2 angeordnet, dessen Spule unmittelbar vom Leitungsstrom durchflossen wird. Tritt ein Überstrom auf, so betätigt der Kern dieses Relais die Schaltvorrichtung d, die ihrerseits den Streckenschalter g ausschaltet. Mit dem Kern dz ist ein Laufwerk 7112 verbunden, das die Bewegung des Kernes verzögert (Zeitrelais).
Mit dem Kern des Relais rl ist ebenfalls ein Laufwerk verbunden, das die Abwärtsbewegung des Kernes hl verzögert und gleichzeitig die Stromschienen al miteinander verbindet. Das Laufwerk : sss stellt während seiner Abwärtsbewegung eine Ver bindung der Stromschienen a2 her. Sind die Stromschienen a1 und a2 gleichzeitig geschlossen, so kann ein Strom von der Batterie b das Relais Y3 betätigen, dessen Kern Ag ohne Zeitverzögerung auf die Schaltvorrichtung d wirkt.
Tritt also im Betriebe ein Überstrom auf, so wird der Streckenschalter mit einer gewissen Zeitverzögerung betätigt. Tritt eine Überspannungswelle allein auf, so wird zwar das Relais r1 in Gang gesetzt, eine Wirkung auf den Streckenschalter tritt jedoch nur dann ein, wenn die Überspannungsstörung mit einem Überstrom verbunden auftritt. Durch Einstellung der Laufzeiten von iv, und 7112 hat man es in der Hand, die Betätigung des Streckenschalters nach Wunsch einzurichten, nach Beispiel so, dass der Schalter durch das Relais r3 nur dann ausgelöst wird, wenn innerhalb eines gewissen Zeitraumes, der durch die Einstellung der Laufwerke gegeben ist, nach dem Auftreten der Überspannung ein Überstrom folgt.
Die Anordnung nach Fig. 5 lässt sich auch ohne weiteres für Mehrphasensysteme verwenden, und zwar ist auch bei diesen nur ein
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so vereinigt, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist..
PATENT-ANSPRÜCHE :
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systeme nach Patent Nr. 75036, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Störungswelle erzeugter Funke als Stromschlussvorrichtung für den von einer eigenen Spannungsquelle gespeisten Auslöserelaisstromkreis (b, r) dient (Fig. I).