DE158982C

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Publication number: DE158982C
Application number: DE1903158982D
Authority: DE
Filing date: 1903-06-27
Anticipated expiration: 1923-06-28

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

M 158982 KLASSE 21 c. M 158982 CLASS 21 c.

in FRANKFURT a. M.in FRANKFURT a. M.

oder anderer Apparate,or other apparatus,

Vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unschädlichmachung von Überspannungen, wie sie beim Einschalten von Motoren, Transformatoren usw. auftreten können, wobei Vorsorge getroffen ist, daß im normalen Betrieb irgendwelche Beeinflussung durch die Sicherheitsvorrichtung nicht stattfindet. The present invention relates to an arrangement for rendering overvoltages harmless, as they can occur when switching on motors, transformers, etc., whereby provision is made that im normal operation is not influenced by the safety device.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß beim Einschalten von Maschinen usw. leicht Durchschläge auftreten, und zwar sind es vorwiegend die der Zuleitung des Stromes am nächsten liegenden Spulen bezw. Leiterteile, welche durchgeschlagen werden. Versuche haben ergeben, daß die Spannungszunahme der Spulen beim Ein- oder Ausschalten um so geringer wird, je weiter dieselben von der Stromzuführung entfernt liegen. Dies kann klar aus folgendem Versuch ersehen werden, den die Erfinderin angestellt hat. Ein für 10 000 Volt Stern-Spannung gewickelter Drehstrommotor mit acht Spulen pro Phase wurde an eine Stromquelle von 10 000 Volt angeschlossen. Es ergaben sich sodann an den einzelnen Spulen die in Spalte ι der nachstehenden Tabelle verzeichneten SpulenspannungenExperience has shown that when machines etc. are switched on, breakdowns easily occur occur, and it is mainly those closest to the supply line of the current lying coils respectively. Ladder parts that are broken through. Tests have shown that the voltage increase of the coils when switching on or off becomes less, the further away they are from the power supply. This can be seen clearly from the following Attempt made by the inventor can be seen. One for 10,000 volts star voltage A wound three-phase motor with eight coils per phase was connected to a power source of 10,000 volts. It turned out The individual coils are then shown in column ι of the table below Coil voltages

Spannung beim Einschalten
. an der:Voltage when switching on
. at the:

ohne jede Drosselspulewithout any inductor

eine 720-Volt-Drosselspule vorgeschaltet eine 1100 -Volt-Drosselspule vorgeschalteta 720-volt choke coil upstream of a 1100-volt choke coil upstream

eine 1800-Volt-Drosselspule vorgeschalteta 1800 volt choke coil connected upstream

ersten Spule. .
zweiten Spule,
dritten Spule ,
vierten Spule .
fünften Spule.first coil. .
second coil,
third coil,
fourth coil.
fifth coil.

8000 4000 2500 1800 13008000 4000 2500 1800 1300

4000 2500 1600 1300 1000 3000
2000
1500
1100
9004000 2500 1600 1300 1000 3000
2000
1500
1100
900

20002000

15001500

11501150

900900

820.820.

5555

(2. Auflage, ausgegeben am 26. September 1906.J(2nd edition, issued September 26, 1906, J.

Es ist ersichtlich, daß, während im normalen Betrieb an jeder Spule eine Spannung vonIt can be seen that, during normal operation, a voltage of

ioooo
1,73· 8"ioooo
1.73 x 8 "

= 720 Volt= 720 volts

• herrscht, im Moment des Einschaltens an der ersten Spule eine elfmal höhere Spannung auftritt. Um diese gefährliche Spannung aus der Maschine zu entfernen, wurde nun die erste Spule, welche die bedeutendste Spannungserhöhung zeigt, gewissermaßen aus der Maschine herausgenommen, indem letzterer eine Drosselspule vorgeschaltet ■ wurde, die im normalen Betrieb den gleichen Spannungsbetrag abdrosselt wie jede Ankerspule.• At the moment of switching on, the voltage on the first coil is eleven times higher occurs. In order to remove this dangerous voltage from the machine, the first coil, which shows the most significant increase in voltage, so to speak from the Machine removed by connecting a choke coil upstream of the latter, which is in the normal operation throttles the same amount of voltage as any armature coil.

Das Ergebnis war das in Spalte 2 angeführte. Die an der ersten Spule beim Einschalten auftretende Überspannung ist, wie ersichtlich, von 8000 auf 4000 Volt, also auf die Hälfte gesunken; dafür trat nunmehr, wie die Messung ergab, der Spannungsbetrag von 8000 Volt an der Drosselspule auf. Wurde eine Drosselspule für 1100 bezw. 1800 Volt vorgeschaltet, so ergaben sich die in Spalte 3 bezw. 4 enthaltenen Zahlen, wobei beim Einschalten eine Überspannung an den Drosselspulen mit 10 500 bis 13 300 Volt, zustande kam. Diese Wirkung der Selbstinduktion läßt sich in folgender Weise erklären:The result was that given in column 2. The one on the first coil when switching on The overvoltage that occurs is, as can be seen, from 8000 to 4000 volts, i.e. to half decreased; instead, as the measurement showed, the voltage value of 8000 volts on the choke coil. Was a choke coil for 1100 respectively. 1800 volts upstream, the results in column 3 respectively. 4 included numbers, with when switched on an overvoltage on the choke coils with 10,500 to 13,300 volts came. This effect of self-induction can be explained in the following way:

Wenn die Selbstinduktion nicht vorgeschaltet ist, wirken die der Stromzuleitung zunächstliegenden Wicklungs- bezw.. Leiterteile im Augenblick des Einschaltens drosselnd, so daß gewissermaßen der größte Betrag der Uberspannung sich an diesen ersten Wicklungsteilen anstaut. Schaltet man jedoch unmittelbar vor die Maschine eine Selbstinduktion, so wird nunmehr diese die Überspannung aufnehmen, so daß letztere innerhalb der Maschine selbst nicht mehr zur Geltung kommt. Vielmehr tritt die Spannungserhöhung jetzt an der Selbstinduktionsspule auf, welche jedoch leicht derart isoliert werden kann, daß ein Durchschlag nicht mehr vorkommt. Damit nun die der Maschine vorgeschaltete Selbstinduktionsspule im normalen Betrieb nicht unnötigerweise Spannung abdrosselt, wird die Einrichtung so getroffen, daß die Spule während des normalen Betriebes kurzgeschlossen wird. Auch ist es möglich, den Koeffizienten der Selbstinduktion durch Veränderung des Widerstandes des magnetischen Kreises derartig herabzudrücken, daß eine nennenswerte Abdrosselung im normalen Betrieb nicht mehr auftritt. Zweckmäßigerweise verbindet man die Vorrichtung zum Kurzschließen der Drosselspule oder zur Verminderung ihrer drosselnden Wirkung gleich mit dem Schalter.If the self-induction is not connected upstream, the ones closest to the power supply take effect Winding and / or conductor parts throttling at the moment of switching on, so that to a certain extent the greatest amount of overvoltage accumulates on these first winding parts. However, you switch directly to the front the machine has a self-induction, this will now absorb the overvoltage, so that the latter no longer comes into play within the machine itself. Much more If the voltage increase occurs now on the self-induction coil, which, however, easily can be isolated in such a way that breakdown no longer occurs. So now the The self-induction coil upstream of the machine is not unnecessary during normal operation Voltage throttles, the device is made so that the coil during the is short-circuited during normal operation. It is also possible to use the coefficient of self-induction by changing the resistance of the magnetic circuit in such a way that a significant throttling is achieved no longer occurs during normal operation. The device for short-circuiting the choke coil is expediently connected or to reduce their throttling effect immediately with the switch.

Falls es sich um eine Anlage mit mehreren Maschinen usw. handelt, ist es nicht notwendig, für jede der Maschinen eine besondere Selbstinduktion vorzusehen, vielmehr kann man zweckmäßig eine Drosselspule für mehrere Maschinen usw. verwenden, indem man dieselbe immer nur dann anschließt, wenn die Maschine ein- oder ausgeschaltet werden soll.If it is a system with several machines, etc., it is not necessary to Provide a special self-induction for each of the machines, rather you can expediently use a choke coil for use several machines, etc., by connecting the same only when the machine is to be switched on or off.

Ähnliche Erscheinungen, wie sie oben erwähnt wurden, hat man schon früher bei Hochspannungsversuchen beobachtet. Wenn z. B. eine Spule auf ein hohes Potential geladen ist und das eine Ende derselben plötzlich entladen wird, so tritt ein Spannungszustand auf, der bestrebt ist, die Ladung der Spulenwindungen durch die Isolation zwischen den Windungen hindurch nach der Klemme und nicht rund um die Windungen sich ausgleichen zu lassen. Es findet also eine Spannungskonzentration auf gewisse Teile der Spule, und zwar auf die der Klemme am nächsten liegenden statt. Um diese Konzentration hervorzurufen, ist Bedingung, daß die Entladung der Spulenklemme äußerst plötzlich erfolgt. Dies kann nun meistens nur geschehen, wenn die Klemme durch einen Funken in der Nähe der Klemme selbst entladen wird, z. B. durch eine zufällige oder sonstige Entladung zwischen den beim Versuch verwendeten Drähten. Solche äußerst plötzliche Entladungen kann man unschädlich machen durch Anwendung von Drosselspulen, hohen Widerständen oder statischen Unterbrechern (Drosselspulen mit Kondensatoren), die in die Leitungen der zu schützenden Apparate eingeschaltet werden, wobei vorausgesetzt ist, daß keine Entladung näher an dem Apparat stattfinden kann als in der Schutzvorrichtung. Derartige Vorkehrungen muß man z. B. treffen bei Versuchen, bei welchen zum Messen der Spannung Funkenstrecken benutzt werden. Andernfalls kann das Ansprechen einer solchen Funkenstrecke Isolationsdurchschläge in dem zu prüfenden Apparat zur Folge haben.Similar phenomena, as mentioned above, have been seen in earlier times High voltage tests observed. If z. B. charged a coil to a high potential and one end of it is suddenly discharged, a state of tension occurs on, which strives to reduce the charge of the coil turns through the insulation between through the turns to the terminal and not around the turns equalize allow. So there is a concentration of stress on certain parts of the coil, namely on those of the terminal on next lying place. In order to produce this concentration, it is necessary that the Discharge of the coil terminal occurred extremely suddenly. Most of the time this can only be done happen when the terminal is discharged by a spark near the terminal itself will, e.g. B. by an accidental or other discharge between the during the attempt wires used. Such extremely sudden discharges can be rendered harmless by using choke coils, high resistances or static interrupters (choke coils with capacitors), which are switched into the lines of the apparatus to be protected, provided that is that no discharge can take place closer to the apparatus than in the protective device. Such precautions you have to z. B. meet in experiments in which to measure the voltage spark gaps to be used. Otherwise, the response of such a spark gap can cause insulation breakdowns in the test Result in the apparatus.

Den oben angeführten Erscheinungen und Maßnahmen gegenüber handelt es sich hier um eine Sicherungsanordnung gegen Überspannungen beim Einschalten von elektrischen Maschinen, die in der Verwendung einer denselben vorgeschalteten, im normalen Betrieb wirkungslosen Selbstinduktion besteht.The above-mentioned phenomena and measures against it are here a fuse arrangement against overvoltages when switching on electrical Machines in the use of the same upstream, in normal operation ineffective self-induction exists.

Claims

Patent Claims:

i. Fuse arrangement against overvoltages when switching on electrical Machines or other apparatus, characterized by the use of an upstream, normally Operation by short-circuiting, switching off, changing the magnetic

Resistance, etc., rendered ineffective self-induction, for the purpose, the place of appearance to relocate the overvoltage out of the machine into the choke coil, but in normal operation Avoid throttling of voltage.

2. Arrangement according to claim i, characterized characterized in that the self-induction is ineffective for normal operation making device is operated depending on the off switch.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the self-induction can be used alternately for different machines.