DE1513099B2

DE1513099B2 - PROTECTIVE ARRANGEMENT FOR INDUCTIVE ARRANGEMENT WITH MULTIPLE WINDINGS

Info

Publication number: DE1513099B2
Application number: DE19641513099
Authority: DE
Inventors: Raymond J. Monroeville; Astleford jun. John J. Sharon; Pa. Radus (V.StA.). H02h 7-16
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1963-08-12
Filing date: 1964-07-21
Publication date: 1972-08-31
Also published as: GB1028593A; ES303000A1; DE1513099A1; US3254268A

Description

sowie Kurzschlüssen hohe Spannungen an der Kapazität. Ein weiterer zu berücksichtigender Gesichtspunkt bei der Einschaltung einer Serienkapazität ist folgender: wenn die Kapazität bei Kurzschluß nicht aus dem Kreis abgeschaltet wird, fließen außerordentlich hohe Kurzschlußströme, und zwar deswegen, weil der induktive Widerstand des Transformators durch den kapazitiven Widerstand teilweise oder ganz aufgehoben wird.as well as short circuits high voltages on the capacitance. Another aspect to be taken into account when connecting a series capacitance is the following: if the capacitance is not disconnected from the circuit in the event of a short circuit, there are extraordinary flows high short-circuit currents because of the inductive resistance of the transformer is partially or completely canceled by the capacitive resistance.

Bisher bekannte Schutzvorrichtungen für Serienkapazitäten und die zugehörigen induktiven Anordnungen haben den Nachteil, nicht gegen alle durch die Serienkapazität hervorgerufenen nachteiligen Effekte gleichzeitig einen wirksamen Schutz zu bieten. Zum Beispiel verhütet eine Schutzvorrichtung zwar durch Belastungsänderungen hervorgerufene Überspannungen an der Kapazität, aber bietet keinen Schutz gegen Ferro-Resonanzerscheiriungen, wodurch der zugehörige Transformator zerstört wird. Im Falle der Dämpfung von Ferro-Resonanzerscheinungen bietet die Schutzvorrichtung keinen Schutz gegen untexsynchronen Motorbetrieb von mit dem Leistungsverteiler gekoppelten Motoren.Previously known protective devices for series capacitances and the associated inductive arrangements have the disadvantage of not being disadvantageous against all of the series capacity Effects to offer effective protection at the same time. For example, a protective device prevents overvoltages on the capacitance caused by changes in load, but offers none Protection against ferro-resonance shielding, which destroys the associated transformer. In the event of The protective device offers no protection against the damping of ferro-resonance phenomena Asynchronous motor operation of motors coupled with the power distributor.

Es ist speziell aus der USA.-Patentschrif12 363 898 ein Schutzsystem der hier in Rede stehenden Art bekanntgeworden, bei dem parallel zur Serienkapazität der induktiven Anordnung eine Bogenentladungsanordnung mit sich im wesentlichen parallel zueinander erstreckenden Elektroden liegt. Diese Bogenentladungsanordnung enthält weiterhin eine magnetische Beblasung zwecks Beschleunigung der Bewegung des Lichtbogens, deren magnetische Achse sich im wesentlichen senkrecht zu einem Luftspalt zwischen den Elektroden erstreckt. Der Luftspalt ist dabei so gewählt, daß ein Bogen zwischen den Elektroden auftritt, wenn die Spannung über der Kapazität eine vorgegebene Größe erreicht.It is specifically from U.S. Patent 12,363,898 a protection system of the type in question has become known, in which parallel to the series capacity the inductive arrangement is an arc discharge arrangement with electrodes extending substantially parallel to one another. This arc discharge assembly furthermore contains a magnetic blowing for the purpose of accelerating the movement of the arc, the magnetic axis of which is in the extends substantially perpendicular to an air gap between the electrodes. The air gap is like this chosen that an arc occurs between the electrodes when the voltage across the capacitance is a predetermined size reached.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß an die Bogenentladungsanordnung weitere Forderungen zu stellen sind, wenn durch sie nicht nur ein Überspannungsschutz für die Reihenkapazität, sondern auch eine Dämpfung der obengenannten Instabilitäten, wie Ferro-Resonanzerscheinungen, erreicht werden soll.However, it has been found that the arc discharge assembly Further requirements are to be made if they do not only provide overvoltage protection for the series capacitance, but also an attenuation of the above-mentioned instabilities, such as Ferro-resonance phenomena, should be achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bogenentladungsanordnung so auszubilden, eine Reihenkapazität in einer induktiven Anordnung, etwa einem Transformator, gegen Überspannung zu schützen und gleichzeitig instabile Zustände zu dämpfen, die in einer Reihenschaltung einer Kapazität und einer sättigbaren Induktivität auftreten können.The present invention is therefore based on the object of the arc discharge arrangement so to train a series capacitance in an inductive arrangement, such as a transformer, against overvoltage to protect and at the same time to attenuate unstable states that are connected in series a capacitance and a saturable inductance can occur.

Diese Aufgabe wird bei einer Schutzanordnung der eingangs genannten Art gelöst, daß die Elektroden der Bogenentladungsanordnung längliche Stirnseiten aufweisen, daß ein Paar Permanentmagnete für die magnetische Beblasung vorgesehen ist und daß die magnetische Feldstärke in dem Luftspalt in Abhängigkeit von den Luftspaltabmessungen so gewählt ist, daß sich der Bogen infolge des magnetischen Feldes entlang der länglichen Elektrodenstirnseite bewegt und in dem Augenblick erlischt, wenn die Kapazität sich im wesentlichen voll entladen hat.This object is achieved in a protective arrangement of the type mentioned in that the electrodes the arc discharge arrangement have elongated end faces that a pair of permanent magnets for the magnetic blowing is provided and that the magnetic field strength in the air gap as a function of the air gap dimensions is chosen so that the arc as a result of the magnetic field moves along the elongated electrode face and goes out at the moment when the capacitance has essentially fully discharged.

Erreicht bei der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung die Spannung an der Kapazität und daher die Spannung an den Elektroden einen Wert, der ausreicht, um einen Bogen zwischen den Elektroden zu zünden, wird die Kapazität im induktiven Kreis überbrückt und entladen, wodurch der volle induktive Widerstand im Stromkreis liegt. Um ein Weiterbrennen des Bogens nach der Entladung der Kapazität, wodurch die Instabilitäten gedämpft werden, zu verhindern und ein Verbrennen der Elektroden — was Ungleichheit in der Aufeinanderfolge der Schutzwirkung zur Folge hat — zu unterbinden, wirkt ein magnetisches Feld senkrecht zum Bogen. Das magnetische Feld bewirkt eine Bewegung des Bogens über die Elektrodenflächen und verhindert daher eineWhen the protective device according to the invention reaches the voltage across the capacitance and therefore the Voltage across the electrodes is a value sufficient to create an arc between the electrodes ignite, the capacitance in the inductive circuit is bridged and discharged, creating the full inductive Resistance is in the circuit. To prevent the arc from burning after the capacity has been discharged, thereby dampening the instabilities, preventing and burning the electrodes - what Inequality in the sequence of protective effects has the consequence - to prevent, has an effect magnetic field perpendicular to the arc. The magnetic field causes the arc to move over the electrode surfaces and therefore prevents a

ίο Überhitzung der Elektrodenflächen. Die Elektroden sind so gestaltet, daß die durch den Bogen und den Stromfluß durch diese erzeugte Wärme nicht ausreicht, den Luftspalt zu beeinflussen und thermische Emission hervorzurufen, wodurch die Durchbruchsspannung vermindert wird. Daher wird die maximale Spannung, bei der die Schutzanordnung anspricht, nicht geändert. Speziell hängt die Gestalt der Elektroden von der Geschwindigkeit ab, mit der sich der Bogen über die Oberfläche der Elektroden bewegt.ίο Overheating of the electrode surfaces. The electrodes are designed in such a way that the heat generated by the arc and the current flow through it is insufficient, affect the air gap and cause thermal emission, reducing the breakdown voltage is decreased. Therefore, the maximum voltage at which the protective arrangement responds is not changed. In particular, the shape of the electrodes depends on the speed at which the Arc moved across the surface of the electrodes.

Je schneller die Bewegung des Bogens ist, desto langer müssen die Elektroden sein; die Breite der Elektroden kann kleingemacht werden, da die Aufheizung der Flache klein ist. Jedoch sind die Breite und Länge insofern sehr wichtig, als sie nicht zu klein sein dürfen. Um die erfindungsgemäße Wirkung der Schutzanordnung zu erreichen, muß die Breite eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleisten und die Länge ausreichend sein, um den Bogen auszublasen oder zum Erlöschen zu bringen. Die zum Aufrechterhalten des Bogens notwendige Leistung soll auf einem Maximum gehalten werden, um ihn sofort nach der Entladung der Kapazität zum Erlöschen zu bringen. Das schnelle Auslöschen des Bogens ist eine Folge davon, daß einerseits die Elektroden praktisch kalt bleiben, wodurch eine thermische Emission verhindert wird, und daß sich andererseits der Bogen über eine ausreichende Länge der Elektrode bewegen kann. Eine schnelle Bewegung des Bogens über die relativ kalte Oberfläche erfordert maximale Energie zur Aufrechterhaltung des Bogens. Daher erlischt der Bogen, wenn die Kapazität entladen ist, da die zu seiner Aufrechterhaltung notwendige Energie nicht mehr aus dem Kreis geliefert werden kann.The faster the arc moves, the longer the electrodes must be; the width of the electrodes can be made small because the heating of the surface is small. However, the width and Length is very important in that it cannot be too small. To the inventive effect of To achieve protection arrangement, the width must ensure adequate heat dissipation and the Be long enough to blow out or extinguish the arc. The ones to sustain The bow's necessary power should be kept at a maximum in order to get it right away to extinguish after the capacity has been discharged. The quick extinction of the arc is one The consequence of this is that, on the one hand, the electrodes remain practically cold, which prevents thermal emission and that, on the other hand, the arc will move a sufficient length of the electrode can. Rapid movement of the bow over the relatively cold surface requires maximum energy to maintain the bow. Therefore, the arc goes out when the capacity is discharged, since the too The energy necessary to maintain it can no longer be supplied from the circle.

Gemäß einer besonderen Weiterbildung der Erfindung können die Elektroden der Bogenentladungsanordnung und die Magnete ringförmig ausgebildet werden.According to a particular development of the invention, the electrodes of the arc discharge arrangement and the magnets are formed in a ring shape.

Um dem Entladestrom der Kapazität eine vorgegebene Schwingfrequenz zu geben und um den Bogen beim Nulldurchgang des Stroms der oszillierenden Entladung zu löschen, wenn die Kapazität im wesentlichen entladen ist, kann in Ausgestaltung der Erfindung eine Induktivität in Reihenschaltung mit dem Luftspalt parallel zu der Kapazität liegen.In order to give the discharge current of the capacitance a predetermined oscillation frequency and around the arc at zero crossing of the current to clear the oscillating discharge when the capacity is substantially is discharged, in an embodiment of the invention, an inductor in series with the Air gap parallel to the capacitance.

Handelt es sich bei der induktiven Anordnung um einen Transformator, dessen Wicklungen oder Wicklungsteile die Kapazität zwischen sich bilden, so ist die Bogenentladungsanordnung zwischen diese Wicklungen oder Wicklungsteile geschaltet.If the inductive arrangement is a transformer, its windings or winding parts form the capacitance between them, so is the arc discharge between these windings or winding parts switched.

Eine nähere Erläuterung der Erfindung wird an Hand einer Erläuterung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele gegeben. Es zeigenA more detailed explanation of the invention will be based on an explanation of the figures shown Embodiments given. Show it

F i g. 1 und 1A Schaltbilder einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 1 and 1A circuit diagrams of an embodiment of the invention,

Fig. 2 und 2A Schaltbilder einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,FIGS. 2 and 2A are circuit diagrams of a further embodiment the invention,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung, F i g. 3 another embodiment of the invention,

i ο ι j uyyi ο ι j uyy

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Fig.'4A, 4B und 4C graphische Darstellungen Instabilitäten in der Schaltung aufgehoben·sind:undFigs. 4A, 4B and 4C graphical representations of instabilities in the circuit canceled are: and

von Stroin-Spännungs-yerhältnissen, welche die Wir- die Spannung an der Kapazität unter ein·vorgegebe-rof Stroin tension ratios, which give the voltage to the capacitance below a given value

kürigsweise der erfindüngsgernäßen Anordnung er- ries Minimum sinkt.- Darüber hinaus soll die Schutz^·As a result of the arrangement according to the invention, the minimum falls. In addition, the protection should

klären; ^: ..■■-:■..· ,.;■■■ .·:,:,,·■; . ·.. ■· maßnahme wiederholbar sein, ohne die Wirksamkeitclear up; ^: .. ■■ -: ■ .. ·,.; ■■■. ·:,: ,, · ■; . · .. ■ · measure to be repeatable without affecting its effectiveness

"F ig. 5 zeigt Oszillogramme der entarteten kapaziti- 5 zu beeinträchtigen; auch soll der Schutz augenblick-"Fig. 5 shows oscillograms of the degenerate capacitive 5 impairing; the protection should also be instantaneous

veii Spannung lind "des kapazitiven Entladungsstro- lieh während der ersten Halbperiode der Gesamt-veii voltage lind "of the capacitive discharge current borrowed during the first half period of the total

mes bei Erregung eines'Transformators durch eine spannung einsetzen: ''■?,'■■·:■■■■■ '■■'■·. :,:^ ■;< ■■.-.:■■ νUse mes when a transformer is excited by a voltage: '' ■?, '■■ ·: ■■■■■' ■■ '■ ·. :,: ^ ■; <■■ .- .: ■■ ν

Serienkäpazität, ■■"!-" ν ■ ^{: :} - -- ι;.--,■>...,,... '■" Eine Schutzanordnung-mit den geforderten Merk-Serienkäpazität, ■■ "-" ν ^■:: - - ι; .-- ■> ... ,, ... '■ "A protection order-with the required noticeably

F i g. 6 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungs- malen ist schematisch in F i g. 1 dargestellt und mitF i g. 6 a circuit diagram of a further embodiment is shown schematically in FIG. 1 shown and with

form der Erfindung, · : ₁₀ ίο bezeichnet. Sie ist als Nebenschluß geschaltet undform of the invention, ·: ₁₀ ίο denotes. It is connected as a shunt and

Fig.,7 'eine Ausführungsform der Erfindung in schützt die" Kapazität 12 vor Überspannung, wennFig., 7 'an embodiment of the invention in protects the "capacitance 12" from overvoltage when

Seitenansicht und teilweise im Schnitt, der" Spannungsabfall an dieser Kapazität eine gewisseSide view and partially in section, the "voltage drop across this capacitance is certain

F i g. 8 die teilweise geschnittene Vorderansicht Größe erreicht. Da, wie oben ausgeführt, das Ersatz-F i g. 8 reaches the partially sectioned front view size. Since, as stated above, the replacement

dei Ausführungsform, gemäß F i g. 7, bild der Anordnung nach F i g. 1 in F i g. 2 mit denThe embodiment according to FIG. 7, image of the arrangement according to FIG. 1 in FIG. 2 with the

" '¹FIgV 9 eine Draufsicht"bei entferntem Deckel der 15 Kapazitäten 12 in einer Kapazität konzentriert dar-"' ¹ FIgV 9 a plan view" with the cover of the 15 capacities 12 removed, concentrated in one capacity

Äusführungsform gemäß'F i g: 7, gestellt ist, welche zwischen den Klemmen 24 und 26Embodiment according to'F i g: 7, is placed, which between the terminals 24 and 26

Fig. 10 — teilweise geschnitten und schema- liegt, kann die Schutzanordnung ebenfalls an den tisch — die Frontansicht und eine mögliche Art, die Klemmen 24 und 26 angeschlossen werden.
Schutzanordnung gemäß den Fig. 7, 8 und 9 an Allgemein enthält die Schutzanordnung als Bogeneinen Transformator anzubauen und 20 entladungsanordnung 10, welche in F i g. 1A ver-. ,.Fig. 11 und 12 im Schnitt die Frontansichten größert dargestellt ist, an den Klemmen24 und 26 zweier weiterer Ausführungsformen der Erfindung. über Zuleitungen 36 und 38 angeschlossene Elektro-".' In F i g. 1 ist schematisch eine Schutzanordnung den 32 und 34. Die Elektroden 32 und 34, welche als Bogenentladungsanordnung 10 dargestellt, die z. B. Kupferplatten sind, sind mit gleichen Oberflädazu dient, die Spannung an einer Kapazität 12 eines 25 chen gegeneinander angeordnet, so daß ein schmaler Transformators 14 vor dem Überschreiten eines vor- Luftspalt entsteht. Die Größe dieses Luftspaltes 40 gegebenen Maximums zu schützen. Der Aufbau eines ist durch die Spannung an der Kapazität 12 bestimmt, Transformators nach Fig. 1, bei dem eine vorgege- bei welcher er einen Nebenschluß darstellen soll. Die bene Kapazität durch verschiedene Arten von Wick- Durchbruchspannung des Luftspaltes 40 ist eine hingen und Wicklungsanordnungen, wie z.B. ge- 30 direkte Funktion der Luftspaltlänge und beträgt etwa schichtete Anordnungen von flach gestalteten Primär- ' 140 V pro 2,54 · 10~^s cm zwischen 2,54 · 10~² und wicklungen, gebildet wird, ist in der britischen Patent- 3,8 · 10~² cm. Um eine stetige Änderung der Durchschrift 885 598 beschrieben, bruchsspannung infolge Erwärmung und AusdehnungFig. 10 - partially cut and schematic - the protective arrangement can also be connected to the table - the front view and one possible way, the terminals 24 and 26 are connected.
7, 8 and 9 in general, the protection arrangement includes mounting a transformer as an arc and 20 discharge arrangement 10, which is shown in FIG. 1A ver. , .Fig. 11 and 12, the front views are shown enlarged in section, at the terminals 24 and 26 of two further embodiments of the invention. Electrical "." connected via leads 36 and 38 1 is a schematic representation of a protective arrangement in FIGS. 32 and 34. The electrodes 32 and 34, which are shown as arc discharge arrangements 10, which are, for example, copper plates, have the same surface and serve to control the voltage across a capacitance 12 of a surface arranged against one another, so that a narrow transformer 14 is created before a pre-air gap is exceeded.To protect the size of this air gap 40. The structure of a transformer according to FIG The capacity due to different types of winding breakdown voltage of the air gap 40 is a dependent and winding arrangement, such as a direct function of the air gap length and amounts to about layered arrangements of flat primary '140 V per 2.54 x 10 ~ ^s cm between 2.54 x 10 ~ ² and turns, is in British Patent 3.8 x 10 ~ ² cm Some changes to the copy 885 598 described, breaking stress due to heating and expansion

Fig. 1 zeigt einen Transformator, der primär- der Elektroden 32 und 34 nach mehreren Betätigunseitig Wicklungsteile 16 und 18 und eine Sekundär- 35 gen bzw. Spannungsdurchbrüchen zu verhindern, solwicklung 20 besitzt, welche auf einem Magnetkern len die Elektroden eine ausreichende Stärke haben, angeordnet sind. Die Primärwicklungsteile 16 und 18 um eine genügende Wärmeabfuhr zu gewährleisten, haben in der Schichtung bestimmte Abstände, um Zum Beispiel wurden bei einer Ausführung Kupfereine vorgegebene Wicklungskapazität 12 zu erreichen. plätten von 7,62 cm Länge, 1,27 m Höhe und 3,71 m Die Kapazität 12 Eegt in Serie zum Primärwicklungs- 40 Breite verwendet, um ausreichende Wärmeabfuhr zu teil 18, und zwar zwischen einer Klemme 24 des Pri- gewährleisteten; damit wurde eine wesentliche Ändemärwicklungsteils 16 und einer Klemme 26 des Pri- rung der Luftspaltlänge infolge Ausdehnung der märwicklungsteils 18; daher fließt der Primärstrom, Elektroden sowie thermische Emission und eine Zerweicher an Wechselstrom-Eingangsklemmen 28 und störung der Elektroden verhindert.
30 eingespeist wird, durch die Kapazität 12. Dieser 45 Die Anschaltung der Elektroden 32 und '34 als durch die Kapazität 12 fließende Primärstrom verur- Nebenschluß für die einen bestimmten, maximalen sacht einen Spannungsabfall an der Kapazität 12, Wert überschreitende Spannung an der Kapazität 12 welcher wenigstens einen Teil des Spannungsabfalls genügt allerdings allein nicht. Der Entladungsbogen an der Induktivität des Transformators kompensiert, reißt nämlich nicht ab," wenn die Kapazität 12 sich wodurch eine Spannungsregelung hervorgerufen wird. 50 entlädt, sondern führt den durch die PrimärwicklungFig. 1 shows a transformer, which primarily has the electrodes 32 and 34 after several actuation side winding parts 16 and 18 and a secondary 35 gene or voltage breakdowns, so winding 20, which on a magnetic core len the electrodes have a sufficient strength, are arranged. The primary winding parts 16 and 18, in order to ensure sufficient heat dissipation, have certain spacings in the layering, in order for example to achieve a predetermined winding capacity 12 in a copper version. Flatten 7.62 cm long, 1.27 m high and 3.71 m The capacity 12 Eegt in series with the primary winding 40 width used to ensure sufficient heat dissipation to part 18, namely between a terminal 24 of the Pri; This means that an essential secondary winding part 16 and a terminal 26 of the air gap length due to the expansion of the primary winding part 18; therefore, the primary current flows, electrodes as well as thermal emission and a softener at AC input terminals 28 and interference with the electrodes is prevented.
30 is fed in through the capacitance 12. This 45 The connection of the electrodes 32 and 34 as a primary current flowing through the capacitance 12 causes a shunt for the one specific, maximum gently a voltage drop across the capacitance 12, voltage exceeding the value across the capacitance 12 which at least part of the voltage drop is not sufficient on its own. The discharge arc at the inductance of the transformer compensates, namely does not break off, "when the capacitance 12 is caused by voltage regulation. 50 discharges, but leads it through the primary winding

Allerdings müssen Schutzmaßnahmen vorgesehen fließenden Strom so lange, bis die Stromhalbwelle werden, um instabile Bedingungen, wie Ferroresonanz durch Null geht. Wenn der Entladungsbogen nicht und untersynchroner Motorbetrieb, zu dämpfen und sofort nach der Entladung der Kapazität erlischt, die maximale Spannung an der Kapazität 12 und den werden die Instabilitäten, wie Ferroresonanz und Primärwicklungsteilen 16 und 18 zu begrenzen. Die 55 untersynchroner Motorbetrieb, nicht gedämpft. Darkapazitive Spannung kann eine gefährliche und zer- über hinaus ist die durch den Bogen erzeugte Wärme störende Größe annehmen, wenn der Primärstrom so groß, daß die Elektroden schmelzen, mit dem ansteigt, etwa infolge von Einschaltstromstößen, Ergebnis, daß Krater und Grate auf der Elektroden-Lastwechseln oder Lastsprüngen und Kurzschlüssen. oberfläche entstehen, falls sich der Bogen auf kleine Es ist wichtig, daß die Kapazität bzw. die Kapazitäts- 60 Teile der Elektrodenoberfläche konzentrieren kann, gruppe des Transformators gegen Überspannung ge- Daher sind Wiederholungen des Einsatzes der Schutzschützt wird, um einen Durchschlag bzw. eine Zer- anordnung 10 nicht möglich; die Elektroden müssen störung der Isolation zu verhindern. schon nach wenigen Entladungen über den LuftspaltHowever, protective measures must be provided flowing current until the current half-wave be to unstable conditions, such as ferroresonance goes through zero. If the discharge arc doesn't and sub-synchronous engine operation, to dampen and goes out immediately after the capacity is discharged, the maximum voltage across the capacitance 12 and the instabilities such as ferroresonance and To limit primary winding parts 16 and 18. The 55 sub-synchronous motor operation, not damped. Dark capacitive Voltage can be dangerous and in addition to the heat generated by the arc take on disturbing size when the primary current is so large that the electrodes melt, with the increases, for example as a result of inrush currents, result that craters and ridges on the electrode load changes or load jumps and short circuits. surface arise if the arch is on small It is important that the capacitance or the capacitance can concentrate 60 parts of the electrode surface, group of the transformer against overvoltage protection is not possible for a breakdown or a disorganization 10; the electrodes must to prevent disruption of the insulation. after just a few discharges across the air gap

Die Schutzanordnung soll wenig aufwendig in der ausgewechselt werden, und der Transformator sowieThe protection arrangement should be replaced with little effort, and the transformer as well

Herstellung sein, da Verteilertransformatoren, welche 65 angeschlossene Schaltungsteile können, da Ferro-Be manufactured, because distribution transformers, which can 65 connected circuit parts, because ferro-

geschützt werden sollen, relativ aufwendig sind; so- resonanz und untersynchroner Motorbetrieb wiederare to be protected, are relatively expensive; so-resonance and subsynchronous motor operation again

dann soll die Schutzanordnung die Kapazität in der einsetzen, zerstört werden.then the protective arrangement is supposed to destroy the capacitance in the insert.

Schaltung erneut wirksam werden lassen, wenn die Um den Bogen nach der Entladung der KapazitätLet circuit take effect again when the order of the arc after the discharge of the capacitance

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12 zum Erlöschen zu bringen und eine Konzentration wieder bis zum Punkt 56, der Bogen erlischt infolge des Bogens auf kleine Teile der Oberfläche der Elek- seiner magnetischen Bewegung, und die Kapazität troden 32 und 34 zu verhindern, wird ein magne- lädt sich erneut bis zum Punkt 56' auf. Die Kapazitisches Feld senkrecht zum Bogen aufgebaut, wel- tat 12 entlädt sich wieder bis zum Punkt 58 und beches durch Magnete 42 und 44 erzeugt wird. Diese 5 ginnt sich erneut aufzuladen; es ist aber der dem werden auf entgegengesetzten Seiten des Luftspaltes Primärstrom entsprechende Sinusbogen der Span-40 so angeordnet, daß ihre entsprechenden, sich an- nung unter das Maximum der Spannung V_cmax geziehenden Pole sich gegenüberstehen; es können fallen, so daß die Spannung an der Kapazität nun bis grundsätzlich Permanentmagnete oder Elektroma- zum Punkt 60 ansteigen kann. An diesem Punkt entgnete Verwendung finden. Permanentmagnete sind io lädt sich die Kapazität, und die Spannung verläuft jedoch vorzuziehen, da sie keine äußeren Zuleitungen längs eines Sinusbogens bis zum Wert Null und benötigen. Bei Einführung eines starken Magnet- wechselt ihre Polarität; nun verläuft der gleiche Vorfeldes im Luftspalt 40 durch die Magnete 42 und 44, gang im negativen Teil der Periode. Wie oft die Mawandert der Bogen über die Elektrodenoberfläche ximalspannung V_{c max} während einer Halbperiode erinfolge der Wechselwirkung zwischen dem Magnet- 15 reicht wird, ist eine Funktion der Stromamplitude feld und der elektrischen Strömung. Die Stärke des gemäß der Formel:
magnetischen Feldes und des Stromes bestimmt die12 to extinguish and a concentration again up to point 56, the arc goes out as a result of the arc on small parts of the surface of the elec- tric its magnetic movement, and the capacity to prevent trode 32 and 34, a magneto-charges up again to point 56 '. The capacitive field built up perpendicular to the arc, which 12 discharges again to point 58 and is generated by magnets 42 and 44. This 5 begins to recharge; However, the sine curve of the span 40 corresponding to the primary current on opposite sides of the air gap is arranged in such a way that their corresponding poles, which are drawn below the maximum of the voltage V _{cmax, are opposite one another;} it can fall, so that the voltage on the capacitance can now rise to point 60, basically permanent magnets or electromag. At this point find de-equilibrated use. Permanent magnets are io charges the capacitance, but the voltage is preferable because they do not require any external leads along a sinusoidal arc down to the value zero. When a strong magnet is introduced, its polarity changes; now the same preliminary field runs in the air gap 40 through the magnets 42 and 44, transition in the negative part of the period. How often the arc wanders over the electrode surface ximal voltage V _{c max} during a half period as a result of the interaction between the magnet 15 is a function of the current amplitude field and the electrical flow. The strength of the according to the formula:
magnetic field and current determines the

Geschwindigkeit der Bogenbewegung. Die Stärke des V = — fidt Speed of bow movement. The strength of the V = - fidt

Magnetfeldes ist dabei nicht kritisch, wenn nur eine , " C J Magnetic field is not critical if only one, "CJ

genügende Änderung der Feldintensität vorhanden 20there is sufficient change in field intensity 20

ist, um eine merkliche Änderung der Bogenbewegung Die Schutzanordnung ist so lange wirksam, wie dieis to make a noticeable change in arc movement. The protection arrangement is effective as long as the

hervorzurufen. Zum Beispiel wurde für einen be- kapazitive Spannung die durch jene festgelegte Spanstimmten Anwendungsfall bei einer Spannung von nung V_c „_ax übersteigt.to evoke. For example, for a capacitive voltage, the span-specific application specified by the latter was exceeded at a voltage of V _c " _ax .

2000 V am Luftspalt eine magnetische Feldstärke Die F i g. 4 C zeigt den Spannungsverlauf V, an der2000 V at the air gap a magnetic field strength The F i g. 4 C shows the voltage curve V, at the

von 1000 Gauß als ausreichend gefunden, um eine 25 Kapazität 12 bei Verwendung einer Bogenentlaausreichende Bogenbewegung zu gewährleisten. Fälle, dungsanordnung 10 ohne die Magnete 42 und 44. in denen ein stärkeres Feld nötig ist, werden später Die Spannung während der zweiten Periode steigt, behandelt. bis das Maximum V_{c max} am Punkt 62 erreicht ist;of 1000 Gauss has been found to be sufficient to ensure a capacity of 12 when using an arc movement. Cases, formation arrangement 10 without magnets 42 and 44. in which a stronger field is necessary, will be dealt with later. The voltage increases during the second period. until the maximum V _{c max is reached} at point 62;

Bei der Bewegung des Bogens über die sich züge- die Kapazität 12 entlädt sich, und die Spannung fällt wandten Flächen der Elektroden 32 und 34 tritt 30 auf den Wert am Punkt 64. Jedoch erlischt nun der keine Überhitzung auf, und die Energie zur Unter- Bogen nicht, so daß sich die kapazitive V₀ wieder Stützung des Bogens wird auf einem Maximum ge- aufbauen kann, wie in Fig. 4A gezeigt, sondern er halten. Der Bogen erlischt augenblicklich, sobald die brennt weiter. Die zum Aufrechterhalten des Bogens Kapazität 12 entladen ist. nötige Energie wird durch thermische Emission undDuring the movement of the arc across which the capacitance 12 is discharged and the voltage falls, the opposite surfaces of the electrodes 32 and 34 occur 30 to the value at point 64. However, the overheating does not disappear and the energy for under- Arc not, so that the capacitive V _{0 will} again support the arc at a maximum, as shown in Fig. 4A, but it can hold. The bow extinguishes immediately as soon as it continues to burn. The capacity 12 to maintain the arc is discharged. necessary energy is generated by thermal emission and

Nachdem die Wirkungsweise der Schutzanordnung 35 Ausdehnung der Elektroden herabgesetzt, so daß der und ihre Schutzwirkung für den Transformator 14 Leitungsstrom über den Bogen fließt, bis der Strom infolge ihrer Nebenschlußwirkung in bezug auf Ka- am Punkt 60 durch Null geht. Der Bogen erlischt, pazität 12, wenn die Spannung an der letzteren ein wenn der Strom seine Polarität umkehrt, und der vorgegebenes Maximum übersteigt, beschrieben wur- gleiche Ablauf wiederholt sich, bis während der folden, werden nun die Diagramme, dargestellt in den 40 genden Halbperioden die Spannung V_c an der Kapa-Fig. 4A, 4B und 4C, erläutert. In Fig. 4A ist zität unter das Maximum V_cmax fällt,
die Spannung an der Kapazität 12 bzw. am durch Der Wert der Magnete 42 und 44 und ihr Zusam-After the mode of action of the protective arrangement 35, the expansion of the electrodes is reduced so that the line current flows through the arc until the current passes through zero at point 60 due to its shunt effect with respect to Ka. The arc is extinguished, capacity 12, when the voltage on the latter, when the current reverses its polarity and exceeds the specified maximum, the same sequence is repeated until during the folds, the diagrams shown in FIG. 40 are now shown Half periods the voltage V _c at the Kapa-Fig. 4A, 4B and 4C. In Fig. 4A, the rate falls below the maximum V _cmax ,
the voltage at the capacitance 12 or at the through The value of the magnets 42 and 44 and their combination

die Elektroden 32 und 34 gebildeten Luftspalt 40 für menwirken mit den Elektroden 32 und 34 in der verschiedene in Fig. 4B dargestellte Primärstrom- Bogenentladungsanordnung 10 ist evident. Durch amplituden aufgetragen. Ersichtlich ist während der 45 das Feld der Magnete 42 und 44 wird der Bogen geersten Periode des Primärstroms I„ die Spannung V_c löscht, nachdem die Kapazität 12 entladen ist, da er an der Kapazität 12 kleiner als die Maximalspan- sich über die Oberfläche der Elektroden 32 und 34 nung V_{c max} an ihr, welche durch den Abstand der bewegt, wodurch thermische Emission und Abbrand Elektroden 32 und 34 der Bogenentladungsanord- der Elektroden verhindert werden,
nung 10 festgelegt ist. Während der zweiten und drit- 50 Es ist klar, daß, obwohl in den Fi g. 4 A, 4 B und ten Periode des Primärstromes I„ wächst die Ampli- 4 C Strom und Spannung in Phase dargestellt sind, tude stark, so daß der kapazitive Spannungsabfall sie tatsächlich phasenverschoben sein werden.
Vc das Maximum V_cmax übersteigt, was durch ge- Die Fig. 5 zeigt Oszillogramme der kapazitivenThe air gap 40 formed by the electrodes 32 and 34 for interaction with the electrodes 32 and 34 in the various primary current arc discharge arrangement 10 shown in FIG. 4B is evident. Plotted by amplitudes. It can be seen during the 45 the field of the magnets 42 and 44, the arc first period of the primary current I " extinguishes the voltage V _c after the capacitance 12 is discharged, since it is smaller at the capacitance 12 than the maximum span across the surface of the Electrodes 32 and 34 voltage V _{c max} on her, which is moved by the distance between the electrodes, whereby thermal emission and burn-off electrodes 32 and 34 of the arc discharge arrangement of the electrodes are prevented,
tion 10 is set. During the second and third 50 It is clear that although in Figs. 4 A, 4 B and th period of the primary current I "increases the amplitude 4 C current and voltage are shown in phase, so that the capacitive voltage drop will actually be phase-shifted.
Vc exceeds the maximum V _cmax , which is indicated by the Fig. 5 shows oscillograms of the capacitive

strichelte Linien oberhalb der Linie V_{c max} für die Spannung V_c und des Entladungsstromes I_n der Kazweite und dritte Periode der Spannung V_c angedeu- 55 pazität und illustriert den Vorgang der Dämpfung tet ist. Die Spannung V_c wächst sinusförmig, bis die von Ferroresonanz. Wenn die Spannung V_c die maximale kapazitive Spannung V_{c max} — Punkt 50 Durchbruchsspannung der Bogenentladungsanord-— erreicht ist, die Spannung am Luftspalt 40 bricht nung 10 erreicht, etwa an den Punkten 51 und 53, zusammen und zündet einen Bogen zwischen den entlädt sich die Kapazität, wie in den Punkten 55 und Elektroden 32 und 34. Die Kapazität 12 entlädt sich 60 57 gezeigt. Ohne die Bogenentladungsanordnung 10 schnell, so daß die Spannung V_c auf den Wert Null würde die Spannung an der Kapazität eine zerstöam Punkt 52 fällt. Die magnetische Erregung bzw. rende Größe annehmen, und die anfängliche Form Bewegung des Bogens, hervorgerufen durch die der Zeitabhängigkeit von V_c würde als stationäre Magnete 42 und 44, bricht zusammen mit der War- Bedingung erhalten bleiben. Jedoch kontrolliert die meabfuhr von den Elektroden das Erlöschen des Bo- 65 Bogenentladungsanordnung 10 das Maximum der gens, so daß sich die Kapazität wieder auflädt, bis kapazitiven Spannung, so daß die instabile Bedindie Spannung V_c wieder das Maximum V_{e max} am gung sogleich gedämpft wird, was durch die geän-Punkt 54 erreicht. Die Kapazität entlädt sich sodann derte Form der Spannungsschwingung bei 59 und 61Dashed lines above the line V _{c max} for the voltage V _c and the discharge current I _{n of} the capacity and third period of the voltage V _c indicated capacity and illustrates the process of attenuation. The voltage V _c grows sinusoidally until that of ferroresonance. When the voltage V _{c reaches} the maximum capacitive voltage V _{c max} - point 50 breakdown voltage of the arc discharge arrangement-—, the voltage at the air gap 40 breaks voltage reaches 10, approximately at points 51 and 53, and ignites an arc between the discharges the capacitance, as shown in points 55 and electrodes 32 and 34. The capacitance 12 is discharging 60 57. Without the arc discharge arrangement 10 rapidly, so that the voltage V _c would drop to the value zero, the voltage across the capacitance would be destroyed at point 52. The magnetic excitation or generating magnitude, and the initial shape movement of the arc, caused by which the time dependence of V _c would be maintained as stationary magnets 42 and 44, breaks together with the War condition. However, the discharge from the electrodes controls the extinction of the arc discharge arrangement 10 the maximum of the gene, so that the capacity is recharged until the capacitive voltage, so that the unstable condition attenuates the voltage V _c again the maximum V _{e max} at the same time what is achieved by the changed point 54. The capacitance is then discharged in the other form of voltage oscillation at 59 and 61

9 109 10

sowie durch die Elimination der Verzerrung bei 63 beitet; und zwar sowohl bei einer durch Transfor-as well as by eliminating the distortion at 63; both in the case of a

gezeigt ist. matorwicklungen gebildeten als auch bei einer kon-is shown. mator windings as well as in the case of a

Die Wirkungsweise der Schutzanordnung 10 hängt zentrierten Kapazität.The operation of the protection arrangement 10 depends on centered capacitance.

mit einer Entionisierung bzw. einem magnetischen Wenn der Widerstand des Entladekreises nicht »Ausblasen« zusammen. Die schnelle Bewegung des 5 unter den kritischen Wert gesenkt werden kann, so Bogens über die kalten Elektroden erfordert maxi- wächst die Schwingungsdauer des Entladestromes, male Leistung zur Aufrechterhaltung der Bogenent- als dessen Folge der Bogen zwischen den Elektroden ladung, so daß der Bogen sofort abreißt, wenn die 32 und 34 der Bogenentladungsanordnung 10 am Leistung auf einen bestimmten Wert absinkt. Aller- Ende der Entladung der Kapazität nicht erlischt, so dings spielt zusätzlich zur Bogenbewegung durch das io daß der 60-Hz-Strom und der Leitungsstrom über von den Magneten 42 und 44 erzeugte Feld auch die den Luftspalt 40 fließen kann.
Zeitkonstante der Entladung der Kapazität 12 eine Die Fig. 3, in der gleiche Elemente wie in Fig. 2 Rolle. Ist die Entladezeit sehr klein, erfolgt das Aus- mit gleichen Ziffern versehen sind, stimmt mit der löschen des Bogens später in der Halbperiode; dann Fig. 2 überein, jedoch enthält die Schaltung nach werden Ferroresonanz und untersynchroner Motor- 15 F i g. 3 noch die Serieninduktivität 74 im Entladebetrieb nicht gedämpft. Die Erklärung des mit der Stromkreis. Diese Induktivität 74 bewirkt einen oszil-Entladungszeitkonstanten zusammenhängenden Ef- lierenden Entladestrom, dessen Eigenfrequenz einen fektes wird an Hand der Fig. 2 und 2A gegeben. solchen Wert hat, daß der Nulldurchgang des Stro-with a deionization or a magnetic If the resistance of the discharge circuit does not "blow out" together. The rapid movement of the 5 can be lowered below the critical value, so arc over the cold electrodes requires maxi- the period of oscillation of the discharge current increases, male power to maintain the arc discharge as a result of which the arc between the electrodes charge, so that the arc immediately breaks off when the 32 and 34 of the arc discharge assembly 10 drops in power to a certain value. At the end of the discharge of the capacity does not go out, so thing plays in addition to the arc movement through the io that the 60 Hz current and the conduction current can also flow through the air gap 40 via the field generated by the magnets 42 and 44.
Time constant of the discharge of the capacitance 12 a Fig. 3, in the same elements as in Fig. 2 role. If the discharge time is very short, the balance is provided with the same digits, agrees with the deletion of the sheet later in the half-period; then corresponds to FIG. 2, but the circuit according to be contains ferroresonance and sub-synchronous motor 15 F i g. 3 nor the series inductance 74 is not attenuated in the discharge mode. The explanation of the circuit. This inductance 74 brings about an oscillating discharge time constant, continuous discharge current, the natural frequency of which is shown in FIGS. 2 and 2A. has such a value that the zero crossing of the current

Die Fig. 2 zeigt ein schematisches Schaltbild, das mes bald genug nach dem Durchbruch am Luftspalt als Ersatzbild der Schaltung nach Fig. 1 aufgefaßt 20 erfolgt, bevor der 60-Hz- oder Leitungsstrom über werden kann, worin die zwischen den Wicklungen den Luftspalt 40 zu fließen beginnt. Das Einschalten 16 und 18 aufgeteilte Kapazität in einer Kapazität 70 der Induktivität 74 bewirkt einen relativ hohen Entzusammengefaßt ist, welche in Serie zur Primärwick- ladestromkreis-Widerstand (etwa 10 bis 12 Ohm), so lung 18 liegt; in Fig. 2A ist eine konzentrierteKapa- daß der Bogen erlischt, bevor der 60-Hz- oder Leizität 70 in Serie zur Primärwicklung 18 des Trans- 35 tungsstrom über diesen zu fließen beginnt,
formators 14 geschaltet. Die Entladungszeit der Ka- F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfinpazität 70 wird durch den Widerstand 72, den Wert dung in dem eine spannungsregelnde Serienkapazider Kapazität und den Wert der Induktivität im Ent- tat 200 in einem Leistungsverteilersystem mit einer ladekreis festgelegt. Die Induktivität ist vernachläs- Leistungsquelle 201 und Lastkreisen 203 verbunden sigbar, wenn die Kapazität 70 ein konzentriertes EIe- 30 ist; die Kapazität ist jedoch nicht direkt einem spement bedeutet, und ist wegen der Symmetrie der ziellen Verteilertransformator zugeordnet. Die Schutz-Wicklungen klein, wenn die Kapazität 70 durch anordnung ist der Kapazität 200 zugeschaltet, welche Transformatorwicklungen gegeben ist. Der Wider- im Leistungsverteilersystem 202 zur Spannungsregestand 72 im Entladungskreis ist variabel und soll ge- lung für eine Vielzahl von Verteilertransformatoren ändert werden, um den Einfluß der verschiedenen 35 204 angeordnet ist. Der Transformator 206 ist ledig-Entladezeiten der Kapazität 70 zu untersuchen. Hch dargestellt, um anzudeuten, daß auch noch wei-Wenn der Widerstand 72 den gesamten Entladekreis- <tere Spannungstransformationen vorgenommen wer-Widerstand darstellt, ist sein Minimalwert durch den den können, bevor die Spannung an die Verteiler-Reihenverlustwiderstand der Kapazität gegeben. Zum transformatoren 204 gelegt wird.
Beispiel wurde in einem 7200-V-System bei einer 40 Die F i g. 7, 8 und 9 zeigen die Seitenansicht, Vorkapazitiven Reaktanz von 5 °/o, einem Luftspalt von deransicht und Draufsicht einer praktischen Ausfüh-3,8 · 10~² cm und einem magnetischen Feld von rungsform der Erfindung. Die F i g. 7 zeigt eine teil-1000 Gauß senkrecht zum Bogen festgestellt, daß weise geschnittene Seitenansicht mit den den Luftder Widerstand des Entladestromkreises unter 2 Ohm spalt 84 von vorgegebener Länge zwischen gegengehalten werden muß, da bei 2 Ohm Ferro-Reso- 45· überliegenden Oberflächen bildenden Elektroden 80 nanzerscheinungen infolge Einschaltens bei Leerlauf und 82. Magnete 86 und 88 sind relativ zum Luftnicht befriedigend gedämpft werden. Einschalten bei spalt 84 so angeordnet, daß das durch sie hervorge-Leerlauf ist jedoch die extremste Bedingung, welche rufene Feld senkrecht zum Entladungsbogen zwidie Schutzvorrichtung 10 bewältigen muß; das wird sehen den Elektroden 80 und 82 verläuft. Die Elekdurch die Tatsache belegt, daß die Schutzanordnung 50 troden 80 und 82 sowie die Magnete 86 und 88 bebei einem Entladestromkreis-Widerstand von 2 Ohm finden sich in einem Gehäuse 90. Den Abschluß des Belastungsänderungen befriedigend bewältigt. Gehäuses bildet der Deckel 92. Das Gehäuse 90Fig. 2 shows a schematic diagram mes soon construed enough after the breakthrough at the air gap as a replacement of the circuit of FIG. 1 takes place 20 before the 60-Hz or line current can be transferred, wherein the air gap between the windings 40 begins to flow. Switching on 16 and 18 divided capacitance in a capacitance 70 of the inductance 74 causes a relatively high decomposition, which is in series with the primary winding charging circuit resistance (approximately 10 to 12 ohms), so treatment 18; In Fig. 2A there is a concentrated capacity that the arc is extinguished before the 60 Hz or electricity 70 begins to flow in series with the primary winding 18 of the transmission current across it,
formator 14 switched. The discharge time of the Ka- F i g. 6 shows an exemplary embodiment of the inventive capacitance 70 is determined by the resistor 72, the value in the voltage-regulating series capacitance and the value of the inductance in the input 200 in a power distribution system with a charging circuit. The inductance is neg- power source 201 and load circuits 203 connected ligible when the capacitance 70 is a concentrated EIe- 30; the capacity, however, is not directly a spement means, and is assigned to the ziale distribution transformer because of the symmetry. The protective windings are small when the capacitance 70 is connected to the capacitance 200 by arrangement, which transformer windings is given. The resistance in the power distribution system 202 to the voltage regimen 72 in the discharge circuit is variable and should be changed for a large number of distribution transformers in order to take account of the influence of the various 35 204 is arranged. The transformer 206 is to investigate single discharge times of the capacitance 70. If the resistor 72 represents the entire discharge circuit <tere voltage transformations, its minimum value is given by the can before the voltage is given to the distributor series resistance of the capacitance. To transformers 204 is placed.
Example was taken in a 7200 V system at a 40 Die F i g. 7, 8 and 9, the side view Vorkapazitiven show reactance of 5 ° / o, an air gap of deransicht and plan view of a practical-exporting 3.8 x 10 ^-2 cm and a magnetic field of approximately of the invention. The F i g. 7 shows a partially 1000 Gaussian perpendicular to the sheet determined that a side view in section with the air resistance of the discharge circuit under 2 ohms gap 84 of a predetermined length must be held between, since with 2 ohms ferro-Reso 45 · overlying surfaces forming electrodes 80 nanzerkenen as a result of switching on at idle and 82. Magnets 86 and 88 are not sufficiently damped relative to the air. Switching on at gap 84 so arranged that the idling caused by it is the most extreme condition which the field perpendicular to the discharge arc between the protective device 10 has to deal with; that will see electrodes 80 and 82 runs through it. The Elek by the fact that the protective arrangement 50 electrodes 80 and 82 and the magnets 86 and 88 with a discharge circuit resistance of 2 ohms are found in a housing 90. The completion of the load changes coped with satisfaction. The housing forms the cover 92. The housing 90

Bei einer Erhöhung des Entladestromkreis-Wider- kann an der Außenseite der induktiven AnordnungIn the event of an increase in the discharge circuit resistance, the inductive arrangement can be on the outside

Standes auf etwa 4 Ohm wurden Ferro-Resonanzer- angebracht sein, welche zu schützen ist. Eine elek-At around 4 ohms, ferro-resonance sensors were installed, which must be protected. An elec-

scheinungen sehr oft nicht zuverlässig unterdrückt. 55 trische Verbindung zwischen der induktiven Anord-phenomena are very often not reliably suppressed. 55 trical connection between the inductive arrangement

Um das komplexe Zusammenwirken zwischen Ent- nung und einer Elektrode der Schutzanordnung 78 ladekreis-Widerstand, Entladezeit der Kapazität und kann durch die isolierende Durchführung 94, die Stärke des magnetischen Feldes zu verdeutlichen, durch ein weiteres Gehäuse 93 zur induktiven Anwird angemerkt, daß die Unterdrückung von Ferro- Ordnung reicht, geführt sein. Die leitende Verbin-Resonanzerscheinungen infolge Einschaltens bei 60 dung 96 führt durch die Durchführung 94, wobei Leerlauf zuverlässig eintrat, wenn im obigen Beispiel eine Verbindung zu einem Leiter der induktiven Andas magnetische Feld auf 2900 Gauß erhöht wurde. Ordnung an einem Ende der leitenden Verbindung Daher kann bei einem Entladestromkreis-Widerstand 98 hergestellt wird. Das andere Ende der leitenden von 2 Ohm ein magnetisches Feld von 1000 Gauß Verbindung 96 wird mit der Elektrode 80 durch eine im vorliegenden Beispiel angelegt werden, wobei die 65 weitere leitende Verbindung 100, welche an der lei-Schutzanordnung unter allen Bedingungen einschließ- tenden Verbindung 98 durch Befestigungsmittel 102 Hch Einschalten bei Leerlauf, Belastungsänderungen und an der Elektrode 80 durch entsprechende hal- und kurzzeitigen Kurzschlüssen noch zuverlässig ar- tende und örtlich fixierende Mittel, wie der Feder-In order to clarify the complex interaction between discharge and an electrode of the protective arrangement 78, the charging circuit resistance, the discharge time of the capacitance and the strength of the magnetic field can be clarified through the insulating bushing 94, through a further housing 93 for inductive application, it is noted that the suppression from ferro-order is enough to be led. The conductive connection resonance phenomena as a result of switching on at 60 connection 96 leads through the feedthrough 94, with idling reliably occurring when, in the above example, a connection to a conductor of the inductive and the magnetic field was increased to 2900 Gauss. Order at one end of the conductive connection Therefore, a discharge circuit resistor 98 can be established. The other end of the conductive 2 ohms magnetic field of 1000 Gauss connection 96 is applied to the electrode 80 through a connection in the present example, with the 65 further conductive connection 100, which is included on the lei protection arrangement under all conditions 98 by fastening means 102 Hch switching on when idling, load changes and on the electrode 80 by corresponding half-time and short-circuit short-circuits that are still reliable and locally fixing means, such as the spring

11 1211 12

ring 104, befestigt ist, verbunden. Die andere elek- Die Fig. 11 und 12 zeigen Ausführungsformenring 104, is attached, connected. The other elec- Figures 11 and 12 show embodiments

irische Verbindung kann durch Erden des Gehäuses der Schutzanordnung mit Ringmagneten. Die F i g.Irish connection can be made by grounding the housing of the protection assembly with ring magnets. The F i g.

90, das direkt mit der Elektrode 82 verbunden ist, 11 zeigt eine Anordnung im Schnitt, wobei Ringelek-90, which is directly connected to the electrode 82, Fig. 11 shows an arrangement in section, with ring elec-

hergestellt werden. troden 220 und 222 mit dem Luftspalt 224 zwischengetting produced. Troden 220 and 222 with the air gap 224 between

Die Fig. 8 und 9 zeigen entsprechende haltende 5 gegenüberliegenden Oberflächen und Ringmagnete und örtlich fixierende Mittel 110 und 112 zur Halte- 226 und 228 über und unter den Elektroden 220 und rung der Elektroden 80 und 82 sowie der Magnete 222 mit den eingezeichneten Polen vorgesehen sind; 86 und 88 in der passenden Zuordnung. Die F i g. 8 es können dabei sowohl die Nordpole als auch Südzeigt darüber hinaus, wie die Elektroden 80 und 82 pole an der Peripherie liegen. Das von den Magneten an den Stellen 114 und 114' abgesetzt bzw. abgerun- io erzeugte Feld verläuft senkrecht zu einem Entladet werden können, um eine Konzentration der Bo- dungsbogen zwischen den Elektroden 220 und 222. gen an scharfen Kanten zu verhindern, sowie weitere Der Entladungsbogen zwischen den Elektroden 220 Aussparungen an den Stellen 116, 116' und 118 und und 222 bewegt sich unter dem Einfluß des von den 118'. Die dargestellte Form der Elektroden ist jedoch Magneten 226 und 228 erzeugten Feldes auf einem lediglich als Beispiel aufzufassen. 15 Kreis über die kreisförmigen Elektroden.Figures 8 and 9 show corresponding supporting 5 opposing surfaces and ring magnets and locating means 110 and 112 for holding 226 and 228 above and below electrodes 220 and tion of the electrodes 80 and 82 and the magnets 222 are provided with the drawn poles; 86 and 88 in the appropriate assignment. The F i g. 8 it can show both the north and south poles in addition, how the electrodes 80 and 82 poles are on the periphery. That from the magnets The field generated at the points 114 and 114 ', offset or rounded down, runs perpendicular to a discharge can be to a concentration of the soil arcs between the electrodes 220 and 222. The discharge arc between the electrodes 220 Recesses at points 116, 116 'and 118 and and 222 moves under the influence of the 118 '. The illustrated shape of the electrodes is, however, magnets 226 and 228 generated on a field to be understood only as an example. 15 circle across the circular electrodes.

In Fig. 10 ist dargestellt, wie die Schutzanord- Die Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform mit kreisnung78 gemäß den Fig. 7, 8 und 9 in bezug auf förmigen Elektroden230 und 232, welche den Lufteinen Transformator 120 angeordnet ist. Der Trans- spalt 234 bilden, wobei die Ringmagnete 236 und formator 120 hat eine Hochspannungswicklung 122 238 an ihrem Innen- bzw. Außendurchmesser ange- und eine Niederspannungswicklung 124 auf einem 20 ordnet sind. Die Polaritäten der Magnete 236 und Magnetkern 126 in einem metallischen Gehäuse oder 238 sind so, daß ein magnetisches Feld im Luftspalt Behälter 128. Dieser enthält das gewöhnliche isolie- 234 senkrecht zu einem zwischen den Elektroden rende Dielektrikum sowie Niederspannungsdurch- 230 und 232 brennenden Bogen verläuft. Wie in der führungen 130 und 132 sowie die Hochspannungs- Ausführungsform gemäß Fig. 11 bewegt sich auch durchführung 134; die Kapazität 136 ist in Serie mit 25 hier der Bogen zwischen den Elektroden 230 und der Hochspannungswicklung 122 geschaltet. 232 auf einem Kreis über diese.FIG. 10 shows how the protective arrangement. FIG. 12 shows an embodiment with circuit 78 7, 8 and 9 in relation to shaped electrodes 230 and 232 which are air-entrained Transformer 120 is arranged. The trans gap 234 form, the ring magnets 236 and formator 120 has a high-voltage winding 122 238 attached to its inner or outer diameter. and a low voltage winding 124 on a 20 are arranged. The polarities of magnets 236 and Magnetic core 126 in a metallic housing or 238 are such that a magnetic field in the air gap Container 128. This contains the usual insulating 234 perpendicular to one between the electrodes rende dielectric as well as low-voltage through 230 and 232 burning arc runs. Like in the guides 130 and 132 as well as the high voltage embodiment of FIG. 11 also moves implementation 134; the capacitance 136 is in series with 25 here the arc between the electrodes 230 and the high voltage winding 122 switched. 232 on a circle over this.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 2 claims to be provided. However, this method is expensive F 'because of the transformer and has the disadvantage

1. Protection arrangement for inductive arrangements that the voltage can only be regulated gradually with multiple windings with one in series with it; In addition, there is the additional maintenance of the at least one of these windings lying 5 changeable tapping device.

Capacitance, of an arc discharge arrangement Another way to regulate the voltage, with each other essentially parallel there is a capacity in series with the primary extension Electrodes are parallel, whichever winding or the one with the AC voltage source Genentladungsanordnung a magnetically connected winding of the transformer to schalblasung whose magnetic axis changes in the io th. The voltage drop across the capacitance changes essentially perpendicular to an air gap between the load current carried by the transformer see the electrodes extending, which air gap and compensates at least part of the span it is chosen that an arc between the elec- tricity drops at the total impedance of the transfortrode occurs when the voltage across the capacitor and at least part of the voltage reaches a predetermined size, thereby 15 waste on the feed line with which the trans is identified, that the electrodes (32, formator in an electrical distribution system) the arc discharge assembly (10) is elongated bound.

End faces that have a pair of permanent This method is, however, made up of different

Magnets for magnetic blowing (42, 44) are unfavorable for reasons. One of the reasons for this is that

is provided and that the magnetic field 20 abnormally high and distorted excitation currents, which

strength in the air gap (40) as a function of being caused by a saturable

the air gap dimensions is chosen so that inductance, for example a transformer, in

the arc is connected as a result of the magnetic field series with a capacitance. The high

along the elongated electrode face, currents which are known as ferroremanence through this

moves away and is extinguished the moment the 25 phenomena are evoked are not over-

Capacity (70) is essentially of a completely escaping nature, but is maintained,

has to load. until the circle is broken or the arrangement

2. Protection arrangement according to claim 1, is destroyed.

characterized in that the electrodes (32, 34) of the Another reason is the sub-synchronous motor

Arc discharge arrangement (10) and magnets 30 · operated. Under certain conditions one works (42, 44) are annular. from a strong-

3. Protection arrangement according to claim 1 or 2, power line fed induction machine as a gene thereby characterized in that an inductance rator, which has a current of lower frequency than the (74) in series with the air gap (40) generated by the line frequency parallel to the capacitance (70), thus reducing the effect of the 35 capacitance. Therefore, as a result of the Discharge current of the capacity (70) a predetermined reduced reactance high sub-synchronous currents Oscillation frequency receives and thereby the generated of lower frequency, which in turn is large Magnetic field and the electrodes (32, 34) the Bo voltage fluctuations result. This effect gen at the zero crossing of the current of the oscillation generally occurs at low speeds of the Extinguish the resulting discharge when the motor is at 40 capacity, such as during startup or (70) is essentially discharged. in the event of overload, which causes the motor to

4. Protective arrangement after one of the synchronous operation is operated and excessive claims 1, 2 and 3 to protect a transformer, vibrations are excited as a result mators, characterized in that the arc high current and voltage fluctuations result discharge arrangement (10) between windings 45 are called.

or winding parts (16, 18) of the transformer The high voltages on the capacitance as a result (14) is connected, which explore the capacitance (12) between load changes and short circuits to form. a protective device for the capacity.

With the advent of transformers, their

50 turns of metallic strips or ribbons

The present invention relates to an existing and whose windings are at least partially protective arrangement for inductive arrangements with so arranged that a given winding several windings with a series with little capacity between them, which is in series with at least one of these windings capacitance , Primary winding is and a voltage regulation that causes an arc discharge arrangement with itself is an inexpensive arrangement for the essential parallel to each other extending electrical damping of ferro-resonance phenomena, of which lies parallel, which arc discharge arrangement is sub-synchronous motor operation and to limit a magnetic blowing whose magnetic voltage on the capacitive part of the transform axis is essentially perpendicular to a gate has become of great importance. Due to the air gap extending between the electrodes, the fact that the electrical network is an inte-air gap so chosen that an arc between the grating i? C-limb is analogous - whereby the span electrodes occurs when the voltage is above of the capacity
Capacity reaches a predetermined size. ι r

One way to get the voltage in electrical V = - I ζ d ί

To regulate distribution systems consists in transforming the 65 ^ J

transformers with variable taps (i is the current in the primary winding of the transund with either automatic or manual formators) - arise as a result of load change means to operate the changeable taps, ferro-resonance phenomena, overloads