Elektrische Anlage mit einem elektrischen Schaltgerät mit periodisch betätigten Kontakteinrichtungen, insbesondere mit mechanischem Stromumformer. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an einer elektrischen Anlage mit einem elek trischen Schaltgerät mit mechanischen Kon takteinrichtungen, welche periodisch betätigt werden, insbesondere mit mechanischem Stromumformer,
mit Störschutzvorrichtung für die Kontakteinrichtungen. Bei derartigen Anlagen ist der gewöhnlich durch einen Syn- chronantriebsmotor herbeigeführte Schaltkon takt der Unterbrechungseinrichtung mit dem Stromverlauf derart synchronisiert, dass die Unterbrechungen jedesmal in einer Zeit spanne erfolgen, während welcher die Augen blickswerte des Stromes in dem zu unter brechenden Kreis gerade sehr klein und daher praktisch vernachlässigbar sind, so dass nur geringes oder überhaupt kein Schalt, feuer entsteht.
Die zeitliche Folge der Betä tigung der verschiedenen Kontaktpaare mehrphasiger Anordnungen ist dabei durch die Antriebsvorrichtung im wesentlichen nach Massgabe des Verlaufes der Spannungs- kurve festgelegt.
Tritt nun ein Kurzschluss oder ein Erd- schluss oder ein ähnlicher Störungsfall vor der Kontakteinrichtung im speisenden Netz oder hinter der Kontakteinrichtung in dem gespeisten Anlagenteil auf, so entstehen Aus gleichsströme,
durch welche die Phasen symmetrie und damit die regelmässige Pha.- senfolge der Ströme gestört wird. Die Kon takte würden dann unter Umständen schwe ren Beschädigungen durch Lichtbögen aus gesetzt sein, wenn die Unterbrechungsvor gänge auch nach Eintritt der Störung mit der ,gleichen Regelmässigkeit wie vor Ein- tritt des Störungsfalles fortgesetzt werden würden.
Es könnte sich dann ereignen, dass der über ein Kontaktpaar fliessende Strom gerade in dem Augenblick einen hohen Wert hat, wenn sich dieses Kontaktpaar wieder öffnet. Erfindungsgemäss gehört zur Störschutz vorrichtung eine von dem zu unterbrechen den Strom beeinflusste Einrichtung, welche im Störungsfall die Unterbrechung der in diesem Augenblick gerade in einem geschlos senen Stromkreise liegenden, über das Gerät verlaufenden Stromkreisteile verhindert.
Das kann auf zweierlei Art und Weise geschehen, nämlich einmal durch mechani sche Einwirkung auf Teile der Antriebsvor richtung mit Hilfe eines oder mehrerer me chanischer Auslöser, oder zweitens indem die Hauptkontakte durch parallelgeschaltete Hilfskontakte überbrückt werden, welche mit Hilfe von Relais geschlossen werden, bevor die regelmässig weiterlaufende mechanische Antriebsvorrichtung die zugehörigen Haupt kontakte wieder öffnet. Der zuerst genannte 'Weg ist insbesondere für Kontakte mit hin- und hergehender Bewegung geeignet, z. B.
für Abhebekontakte, die nach Art der Ven tile von Brennkraftmaschinen von Nocken, Kurbeln, Exzentern oder dergl. über Stössel oder ähnliche Zwischenelemente angetrieben werden. Für umlaufende Kontakteinrichtun gen ist die elektrische Überbrückung besser geeignet.
Die mechanische Sperrung der bei Ein tritt der Störung gerade geöffneten Kontakte kann entweder so ausgeführt werden, dass die Kontakte in der geöffneten Stellung fest gehalten werden; dann entstehen keine wei teren Kurzschlusskreise, ausser denen, die bei Eintritt der Sperre etwa schon vorhanden sind, die z. B. bei einem Stromumformer von den gerade in der Kommutierung befindlichen Phasen gebildet werden. Hierzu müssen zwei Sperrklinken vorgesehen sein, eine für die Sperrung im geschlossenen und eine für die Sperrung im geöffneten Zustand, oder die Sperrklinke muss doppelt wirkend ausgebil det sein.
Einfacher wird der Mechanismus, wenn sämtliche Kontaktpaare im geschlossenen Zustand gesperrt werden. Diejenigen, welche bei Eintritt der Störung gerade offen sind, werden in. diesem Falle von der Antriebs vorrichtung noch einmal geschlossen, um dann in dieser Stellung festgehalten zu werden.
Um Schädigungen der Einrichtung durch die infolge der Kurzschliessung rasch anstei genden Ströme zu verhindern, können in den Zuleitungen zur Kontakteinrichtung an sich bekannte Schnellschalter oder Sicherungen mit Lichtbogenlöscheinrichtungen eingebaut sein, welche die Stromzufuhr unterbinden, bevor sich die Kurzschlussströme vollständig ausgebildet haben. Schnellschalter verdienen den Vorzug, weil sie mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Wiedereinschalten aus gerüstet werden können.
Zur Steuerung der Schutzvorrichtung können z. B. wegen ihres fast trägheitslosen Ansprechens und Arbeitens mit Vorteil Ent ladungsrohre (Stromtore, Ignitrons), deren Steuergitter (bezw. Zündelektrode) von dem zu unterbrechenden Strom beeinflusst wird. verwendet werden.
Von besonderem Vorteil ist die Erfindung für solche Einrichtungen, denen eine sich sättigende, gegebenenfalls vormagnetisierte Schaltdrossel vorgeschaltet ist, durch welche die Kurve des zu unterbrechenden 'N,#'echsel- stromes derart verzerrt wird, dass in der Nähe des Stromnulldurchganges eine strom schwache Pause von bis zu einer oder mehre ren Millisekunden Dauer entsteht, während welcher der Strom vernachlässigbar klein ist, wobei gleichzeitig ein vorzugsweise kapazi- tiver Nebenstrompfad parallel zu den Haupt kontakten gelegt sein kann,
durch welchen der Wiederanstieg der Spannung an den Kontakten so verlangsamt wird, dass die Kontaktunterbrechung im Normalbetrieb ohne die Ausbildung von Schaltfeuer vor sich geht. Durch derartige Schaltdrosseln wird die Höhe des sich ausbildenden Kurz schlussstromes infolge ihrer Induktivität, die insbesondere im ungesättigten Zustand sehr gross ist, begrenzt. Durch entsprechende Bau art der Schaltdrossel kann erreicht werden, dass der Kurzschlussstrom nach seiner vollen Ausbildung von der gleichen Grössenordnung ist, wie der Nennstrom, also höchstens etwa das Zwei- bis Vierfache des Nennstromes be- trägt.
Ein derart begrenzter Dauerkurz schlussstrom kann meist ohne Schaden eine Zeitlang ertragen werden, so dass unter Um ständen, wenn die Störung lediglich vorüber gehend war, der regelmässige Betrieb wieder aufgenommen werden kann, ohne dass eine Abschaltung erfolgt. Bei länger dauernden Störungen genügt zur Abschaltung der An lage eine weniger schnell arbeitende Schalt einrichtung als oben angegeben.
Es ist bekannt, Gleichrichterventile in zwei Gruppen anzuordnen, von denen die eine die positiven, die andere die negativen Halbwellen des Stromes führt und gleich richtet (Grätzschaltung). Eine derartige Schaltung kann natürlich auch bei Strom richtern mit mechanischen Kontakteinrich tungen angewendet werden.
Besteht eine der artige Schaltung beispielsweise aus zwei Schaltgruppen von je drei Kontaktpaaren, welche von der Sekundärwicklung eines Drei phasenstransformators gespeist werden, so verwendet man vorteilhaft zur elektrischen Überbrückung der drei Kontaktpaare jeder Gruppe ein gemeinsames Hilfsschaltgerät, das aus drei festen Kontaktstücken und einer beweglichen, sich auf diese drei festen Kon taktstücke auflegenden Brücke besteht. Eine sichere Berührung einer starren Platte ist noch gerade mit drei Auflagepunkten mög lich.
Man vermeidet durch diese Auftren- nung der Kurzschliesser in zwei Gruppen einen direkten gurzschluss des Gleichstrom netzes. Die Auslösung dieser Parallelkon takte erfolgt zweckmässigerweise magnetisch über ein gittergesteuertes Gasentladungsrohr (Stromtor).
Dieses kann seinen Zündimpuls erhalten von sechs sich sättigenden Drossel spulen, welche wie die oben erwähnten Schalt drosseln einen gern aus hochwertigem Sili- ziumeisen besitzen, über die sechs Haupt anodenzuleitungen des Gleichrichters ge schoben sind, und welche so vormagnetisiert sind, dass sie während des normalen Betriebes stets gesättigt sind und nur bei auftretendem Rückstrom aus der Sättigung herauskommen und dann über das Gitter das Stromtor zün den.
Diese Drosseln verzögern ferner das An- steigen des gurzschlussstromes, da sie beim Durchgang durch den Entsättigungszustand einen um eine oder mehrere Grössenordnungen höheren. Widerstandswert haben, bis dieser nach Erreichung der Sättigungsgrenze in umgekehrter Richtung wieder auf einen ver- nachlässigbar kleinen Wert zurückspringt.
Man kann auch zur Steuerung der die Überbrückung bewirkenden Hilfsschaltgeräte auf das Gitter des Entladungsrohres noch eine Spannung wirken lassen, welche von dem Ankerstrom eines kleinen Synchron motors geliefert wird, der an der speisenden Drehstromspannung hängt. Sobald diese spei sende Drehstromspannung gestört wird, wird der Ankerstrom des Synchronmotors plötz lich sich ändern, und das Stromtor zündet.
Man kann den Rotor des Synchronmotors von der Gleichspannung her erregen und dann eine Zündung des Stromtors auch bei plötzlichen Änderungen der Gleichstromspan nung erhalten.
Man kann vorteilhafterweise die mechani schen Hilfsschaltgeräte durch Hg-Dampf- gefässe ersetzen, welche im Augenblick der Störung gezündet werden. Die Zündung kann wie beim Ignitron erfolgen. Für beide Elektroden verwendet man zweckmässiger weise flüssiges Quecksilber, um in beiden Richtungen Stromfluss zu haben. Der Span nungsabfall des gezündeten Rohres würde etwa 20 Volt sein, also klein genug, um die Hauptkontakte vor Feuer zu schützen.
Rohre für 10 000 V Sperrspannung sind praktisch herstellbar. Da der Strom nur Bruchteile einer Sekunde fliesst und -dann von einem Schnellschalter oder dergleichen unterbrochen wird, sind auch Ströme von 5000 A noch in kleinen abgeschmolzenen Glasgefässen zu lässig. Die Zündung kann durch ein gitter gesteuertes Gasentladungsrohr (Stromtor) und gondensatorstoss in weniger als 10-4 s her beigeführt werden. Für einen sechsphasigen Gleichrichter in Grätzschaltung sind zwei Gefässe mit je drei Anoden erforderlich.
Da die Gefässe im normalen Betrieb stromlos sind, so weisen sie grosse Spannungssicher heit auf. Die Kosten und der Aufwand für die Zündung %vürden wahrscheinlich geringer als bei mechanischen Relais, da diese um so grösser werden, je schneller sie schalten sollen.