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Schutzanordnung für Gleichstromnetze gegen Kurzschlüsse.
Gegenstand der Erfindung ist eine neue Schutzanordnung für Gleichstromnetze gegen Kurz chüsse.
Der Erfindung gemäss werden in den Stromkreis Leitungsstücke eingeschaltet, die bei schnellem Strom-
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Mittel jedoch um so kräf@ige@ wirkt, je schneller und je höher der Stromansteig, je gefährlicher also der Kurzschluss ist.
Handelt es sieh beispielsweise darum, einen modernen Gleichstromgenerator gegen die Wirkung von Kurzsehlussströmen zu sichern, so ist bei Kurz3chluss des Generators mit kleinem Abfall mit einem Stromanstieg auf den 25-30fachen Wert des Normalstromes zn rechnen. Beim lümfachen Strom muss der Stromkreis durch den Selbstschalter mit Sicherheit ausgeschaltet werden. Da aber da3 Fdnffache des Nô. malstroms bereits nach einem Zeitralim von beispielsweise einer Hundertstelseknnde erreicht wird, so müsste ein Selbstschalter eingebaut werden, der spätestens nach Verlauf des gleichen Zeitraumes den Stromkreis unterbricht.
Der Bau derartig schnellwirkender Schalter ist jedoch mit grossen Schwierigkeiten verknüpft.
Durch Einschaltung eines Leitungsstückes mit hoher Stromverdrängung bei schnell ansteigendem Strom ist es möglich, ohne weiteres den Antieg des Stromes so weit zu verzögern, dass in dem obenerwähnten Beispiel der fünffache Stromwert erst nach einer Zeit von etwa drei-bis fünfhundertstel Sekunden erreicht wird. Das Leitungsstück mit Stromverdrängung wirkt also wie ein sich selbst einschaltender Widerstand, dessen Grösse sich entsprechend der Höhe des gefährlichen Stromes selbsttätig einstellt.
Steigt der unzulässige Strom nur langsam an, so wild die Stromverdrängung weniger wirken, dann hat aber an sich schon der normale Selbstschalter Zeit, in Tätigkeit zu treten, so dass hier auf einen Teil der Wirkung der Stromverdrängung verzichtet werden kann.
Die Schutzleitungsstücke mit SLromverdrängung können auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Es können alle die Anordnungen in Frage kommen, wie sie für Leiter elektrischer Maschinen zur Ausbildung hoher Stromverdrängung bekannt sind, beispielsweise in den Kurzschlussmotoren mit Selbstanlauf durch erhöhten Wirbelstrom bzw. Stromverdrängung. Diese Anordnungen könnten in die Maschine selbst gelegt werden. Zweckmässiger ist es jedoch sie ausserhalb der Maschine in den Leitungen selbst anzuordnen. Es hat dies den grossen Vorteil, dass die Maschinen völlig unverändert bleiben können.
Leitungsstücke mit vermehrter Stromverdrängung kann man erhalten, wenn man beispielsweise über die Sammelschienen Eisenstücke setzt, die in der Längsrichtung der Sammelschienen geblättert sein können. Diese Eisenstücke umschliessen entweder die Sammelschienen völlig von allen Seiten oder aber sie weisen einen einseitig offenen Schlitz auf, so dass sich eine Anordnung des Lcite/'s im Ei en ähnlich wie in der offenen Nut einer elektrischen Maschine ergibt und dementsprechend die Stromverdrängung sich einseitig ausbildet.
Die Widerstandsvermehrung der einseitigen Stromverdrängung kann ge@teigert werden, indem man beispielsweise den Leiter aus verschiedenem Material zusammensetzt, den Teil des Leiters, in den der Strom hineingedrängt wird, aus Material hohen Widerstandes beispielsweise Manganin bestehen lässt oder den Querschnitt dieser Leiterseite verringert, indem man den Leiter nach der offenen Seite der Nut hin keilförmig zuspitzt. Den Leitern gibt man. um die Wirkung d'Stromverd''äi. gung zu steigern, eine erhebliche Tiefe bei geringer Breite.
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Die Nut in der Eisenumhüllung, in die der Leiter eingebettet wird, kann auch nach beiden Seiten hin offen sein, so dass sich Stromverdrängung nach beiden Enden des Leiterquerschnittes hin ergibt. Auch kann der Leiter unterteilt, in geeigneter Weise verdrillt oder mit Eisen durchsetzt sein. Diese Anordnung, bei der die Sammelschienen mit einem Eisenkörper umgeben werden, hat den grossen Vorzug, dass sie nachträglich bei jeder Schaltanlage angebracht werden kann, indem man Eisenreiter über die Sammelschienen stülpt entweder indem auf jede Sammelschiene ein besonderer Eisenreiter gestülpt wird
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aufweist.
Will man die stromverdrängende Anordnung nicht in den Sammelschienen anordnen, so kann man auch eine stromverdrängende Spule ausbilden. Da bei diesen stromverdrängenden Anordnungen die wesentlichen Vorgänge im Leiterquerschnitt selbst sich abspielen, und die Eisenumhüllung lediglich den Zweck hat, das die Leiter durchsetzende Feld zu verstärken, so wird man vorzugsweise diese Spulen mit möglichst wenig induktiver Wirkung ausbilden, wenn man auch anderseits die induktive Wirkung heranziehen könnte. Man kann also die Spulen'bifilar wickeln, oder aber einen lamellierten Eisenkörper mit quer zur Lamellierung laufenden parallelen Nuten versehen und in diese Nuten zickzackförmig oder wellenförmig einen tiefen Leiter einlegen.
Alle diese Anordnungen haben neben ihrer überaus einfachen Bauweise und übersichtlichen Wirkung den grossen Vorteil, dass induktive Wirkungen völlig vermieden werden. Es können also hohe Induktionsspannungen wie in Drosselspule oder Transformatoren nicht auftreten, es brauchen deshalb auch die Netzleitungen oder die Maschinen nicht gegen die Wirkung derartiger induktiver Spannungen geschützt zu werden. Die Wirkung der Stromverdrängungseinrichtungen stuft sich selbsttätig im erwünschten Masse ab, sie wirkt stark bei starken Kurzschlüssen, mild bei schwachen Kurzschlüssen, bei denen eine Schutzeinrichtung in an sich nur geringem Masse erforderlich ist.
Die Anordnung ist im wesentlichen für Gleichstromnetze brauchbar. Sie kann wohl auch gelegent- lichfür langsam periodische Netze in Frage kommen, wenn die Frequenz des Netzes so gering ist, dass die stromverdrängende Wirkung der Schutz anordnungen nicht schon durch den wechselnden Netzstrom erregt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schutzanordnung für Gleichstromnetze gegen Kurzschlüsse, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stromkreis Leitungsstücke mit bei schnellem Stromanstieg starker Stromverdrängung eingeschaltet sind.