DE131621C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schütze elektrischer Apparate gegen plötzlich auftretende Spannungsänderungen, wie sie durch mancherlei Ursachen, beispielsweise Blitzentladungen, Erdschlüsse, Umschaltung, Resonanz in den Kabeln u. s. w., hervorgerufen¹ werden. Derartige Aenderungen bewirken einen Abflufs von Energie vom einen Theile der Leitung zum andern, welcher zwar an sich gering sein, jedoch in Form von Elektricität von sehr hoher Spannung auftreten kann.

Die Erfindung bezweckt, eine für Wechsel-Stromleitungen geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche die infolge verderblich hoher Spannung . auftretenden Stromstöfse leicht durchlassen, dabei aber den Maschinenstrom daran hindern soll, der Entladung zu folgen, und zwar soll dies geschehen, ohne dafs dabei die statischen Entladungen wesentlich behindert werden und die Ausführung des Apparates besonders verwickelt und kostspielig wird.

Gemäfs vorliegender Erfindung wendet man eine oder mehrere Funkenstrecken an, welche so bemessen sind, dafs sie von * einer verderblich hohen Spannung durchbrochen werden, dagegen der gewöhnlichen Spannung seitens des Stromerzeugers zwischen den durch die betreffenden Zwischenräume verbundenen Theilen der Leitung zu widerstehen vermögen. In Parallelschaltung mit einigen der Funkenstrecke!! befindet sich ein Leiter mit ohmischeni oder inductivem Widerstände (oder beiden), während in Reihe mit sämmtlichen Funkenstrecken ein zweiter Impedanzkörper angeordnet ist.

Es ist bereits bekannt, in Hintereinanderschaltung mit einer Funkenstrecke Widerstände einzuschalten, welche den einer Entladung folgenden Maschinenstrom abschwächen. Ebenso ist es bekannt, parallel zu einer Funkenstrecke Widerstände anzuordnen, welche den zeitweilig auftretenden abnormen Betriebsspannungen einen Nebenweg zur Erde freigeben.

A'^Terwendet man in dem ersten Falle grofse ohmische Widerstände, so bilden diese ein wesentliches Hindernifs für den Durchtritt der statischen Entladung, wodurch gerade derjenige Zweck, dem eine Blitzschutzvorrichtung' dienen soll, vereitelt wird. Giebt man andererseits dem in Reihe geschalteten Impedanzkörper einen verhältnifsmäisig geringen Widerstand, so dafs er dem Durchgang einer Blitzentladung kein Hindernifs bietet, so wird auch der Aufrechterhaltung des nachfolgenden Maschinenstromes und dem Fortbestehen des Lichtbogens zwischen den Endstellen der Funkenstrecke ein wesentliches Hindernifs nicht entgegengestellt.

Bei denjenigen Schutzvorrichtungen, bei welchen parallel zu den Funkenstrecken AViderstände angeordnet sind, findet stets ein geringer Stromverlust von dem Hauptleiter zur Erde durch die Widerstände statt. Wird der Widerstand und die Selbstinduction des Impedanzkörpers sehr grofs bemessen, so tritt nach einer Entladung noch immer eine beträchtliche Menge des Maschinenstromes an der Funkenstrecke über, so dafs der Lichtbogen erhalten bleibt. Würde man dagegen den Widerstand gering bemessen, so findet ein grofser Stromverlust durch die parallel geschalteten Widerstände statt. Allein wird daher keine der beiden Anordnungen ihren Zweck völlig erfüllen.

Bei der oben erwähnten A^ereinigung dieser beiden Anordnungen ist die Wirkungsweise

folgende: Wenn eine Entladung folgt, so hat der nachfolgende Maschinenstrom die Neigung, an der Lichtbogenstelle durchzutreten. Indessen zieht an derjenigen Funkenstrecke, welcher ein Impedanzkörper parallel geschaltet ist, dieser Nebenschlufs den Maschinenstrom in dem Mafse von den Funkenstrecken ab, dafs der Lichtbogen dort alsbald unterbrochen wird. An denjenigen Funkenstrecken, zu welchen kein Widerstand parallel geschaltet ist, bildet sich ein Lichtbogen und der Maschinenstrom fliefst über diese durch die in Nebenschlufs und darauf durch die in. Reihe geschalteten Impedanzkörper zur Erde. Die beiden Impedanzkörper schwächen den Maschinenstrom derart, dafs der Lichtbogen zwischen den ohne Nebenschlufs befindlichen Funkenstrecken ebenfalls erlischt und somit der nachfolgende Maschinenstrom unterbrochen wird. Man kann also dem parallel geschalteten Impedanzkörper einen geringen Widerstand geben, da die ohne Nebenschlufs befindlichen Funkenstrecken einen dauernden Stromverlust verhindern. Ebenso kann der in Reihe geschaltete Impedanzkörper verhältnifsmäfsig geringen Widerstand besitzen, da er sich in der Wirkung mit dem parallel geschalteten Impedanzkörper summirt. Die Vereinigung der beiden an sich bekannten Anordnungen stellt somit eine Blitzschutzvorrichtung· dar, die dem hochgespannten Strom eine lange Funkenstrecke und einen kleinen Widerstand, dem Maschinenstrom aber eine kurze Funkenstrecke und einen hohen Widerstand darbietet.

In beiliegender Zeichnung stellt Fig. ι das •Schema einer einphasigen Wechselstromleitung' dar, welche mit der Erfindung ausge- ; stattet ist. Fig. 2 ist ein Schema einer dreiphasigen Wechselstromleitung, welche mit der Erfindung versehen ist, und Fig. 3 ein Schema einer einphasigen Leitung mit. einer Abänderung der Erfindung.

In Fig. ι speist der mit 1 bezeichnete Wechselstromerzeuger die Hauptleitungen 2, 3. Die- zwei .Sätze 4, 5 einer Blitzschutzvorrichtung sind mit ihren äufseren Polenden an die Leiter 2 bezw. 3 angeschlossen und mit ihren inneren Polenden und einem Leiter 8 durch einen Impedanzkörper 7 zur Erde 6 geführt. Die Blitzschutzvorrichtungen können in beliebiger zweckentsprechender Weise ausgeführt sein und beispielsweise aus mehreren durch Zwischenräume 10 -von einander getrennten Metallcylindern 9 bestehen. Wenigstens einer von den Zwischenräumen 10 ist mit einem Nebenschlufs, bestehend aus einem Impedanzkörper, versehen. Nach der Zeichnung ist zu drei der Funkenstrecken jeder Schutzvorrichtung ein Impedanzkörper ti parallel geschaltet. Die Widerstandskörper 7 und 11 können, wie schon erwähnt, ohmischen oder induetiven Widerstand oder beides besitzen.

Nach Fig. 2. führt der Erzeuger 12 den durch einen Umformer 17 an eine Triebmaschine 16 angeschlossenen Hauptleitern 13, 14, 15 Dreiphasenstrom zu. Zum Schütze des Umformers 17 dienen drei Schutzvorrichtungen 18, 19, 20, von welchen jede mit dem einen Polende an einen entsprechenden Leiter und mit dem anderen Polende durch einen Impedanzkörper 21 bei 6 an Erde angeschlossen ist. Drei von den Funkenstrecken jeder Schutzvorrichtung sind in Nebenschlufs mit einem zweiten Impedanzkörper 22 verbunden.

Nach Fig. 3 speist der Wechselstromerzeuger ι die Leitungen 2, 3 durch einen Umformer 23, welcher durch zwei aus je sechs Funkenstrecken bestehende Sätze 24 geschützt ist, wobei jeder der letzteren durch einen Impedanzkörper 25 mit der Erde 6 verbunden ist. In vorliegendem Falle befindet sich die der Leitung zunächst befindliche Funkenstrecke in Parallelschaltung mit einem verhältnifsmäfsig kleinen Impedanzkörper 26, während den drei folgenden Funkenstrecken ein gröiserer Impedanzkörper 27 parallel geschaltet ist.

Die beschriebenen Anordnungen sollen lediglich die Parallelschaltung von Impedanzkörpern und Inmkenstrecken erläutern, wobei die Anzahl und die Abmessungen der Impedanzkörper je nach Bedarf geändert werden können. Auf die Gestaltung und die Anzahl der Funkenstrecken kommt es bei der Erfindung nicht an, sofern nur wenigstens eine Funkenstrecke ohne und eine Funkenstrecke mit parallel geschaltetem Impedanzkörper vorhanden ist. Auch die Wechselzahl des durch die Leitung gehenden Stromes kann beliebig sein.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :
   Schutzvorrichtung für elektrische Apparate gegen plötzlich auftretende Spannungserhöhungen, bestehend aus mehreren Funkenstrecken, denen ein Widerstand vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dafs parallel zit einigen der Funkenstrecken Impedanzkörper geschaltet sind, so dais der hochgespannte Strom über sämmtliche Funkenstrecken und den Vorschaltwiderstand sicher zur Erde abfliefst, Avährend der Maschinenstrom, der nur einen Theil der Funkenstrecken und einen hohen Widerstand passirt, sicher unterdrückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.