DE211534C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JV* 211534-KLASSE 21 c. GRUPPE

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

die Priorität

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 13. Juli 1907 anerkannt.

Es ist bekannt, elektrolytische Kondensatoren, insbesondere solche mit Aluminiumelektroden, als Überspannungssicherung oder Blitzschutzvorrichtung in elektrischen Anlagen zu verwenden, wobei je nach der Netzspannung mehr oder weniger viel Kondensatoren in Hintereinanderschaltung zwischen die Netzleiter oder zwischen jeden Netzleiter und Erde geschaltet werden. Die Kondensatoren sind dabei dauernd von einem geringen Strom durchflossen, welcher den auf den Elektroden gebildeten dünnen Film, auf welchem die Wirkung der Kondensatoren beruht, aufrechterhält. Wenn solche Kondensatorbatterien einige Zeitlang in Betrieb sind, so zeigt sich eine gewisse Neigung dafür, daß die Spannung einer der Zellen über diejenige der anderen wächst. Diese ungleiche Verteilung der Spannung verursacht eine Erhitzung und ist schuld daran, daß die Zellen eine nach der anderen durchschlagen, und daß dadurch die Überspannungssicherung zerstört wird. Zuerst wird nämlich die eine Zelle, deren Spannung gestiegen ist, überhitzt und beginnt zu kochen. Diese Zelle läßt nun eine Entladung überspringen, wodurch sie aus dem Stromkreis geschaltet wird. Nun liegen die übrigen Zellen an einer größeren Spannung, werden stärker belastet und dadurch bald zerstört.

Die Zeit, welche dieser Vorgang erfordert, ist sehr verschieden, sie hängt von dem verwendeten Elektrolyten und von. der Bauart der Zelle ab. :

Es wurde nun gefunden, daß, wenn zu jeder Zelle ein Nebenschluß von geeignetem Werte geschaltet ist, die erwähnte ungleiche Verteilung der Spannung nicht Platz greift, und daß die Zellen für eine unbestimmte Zeit dauernd in Hintereinanderschaltung wirksam bleiben. Zur Nebenschließung eignet sich insbesondere ein Autotransformator, dessen Wicklung an mehreren Zwischenpunkten mit den Zellen verbunden ist, und zwar vorzugsweise so, daß jede Zelle zu einer gleichen Zahl von Windungen im Nebenschluß liegt.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele. Die Zellen bestehen aus Glasgefäßen 1, welche teilweise mit einem Elektrolyten gefüllt sind, auf welchem eine ölschicht liegt, um die Verdampfung des Elektrolyten zu vermeiden. Die Elektroden 2 bestehen aus Aluminiumplatten; die Platten benachbarter Gefäße sind paarweise durch die Verbindungsleiter 3 miteinander verbunden. Die Endplatten der ganzen Batterie sind mit den Netzleitungen 4 verbunden und die mittleren Platten, wie Fig. i zeigt, geerdet.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine aus sechs Zellen bestehende Batterie und parallel dazu als Spannungsteiler

einen Autotransformator 6. Dieser besitzt vorzugsweise einen geschlossenen Eisenkern, auf welchen die Wicklung 7 gewickelt ist. Letztere ist vorzugsweise in gleiche Teile geteilt, welche mit den Elektroden 2 der Zellen verbunden sind, so daß sie einen Nebenschluß hierzu bilden.

Wenn die Spannung einer Zelle die Neigung hat, über den normalen Wert zu steigen, dann findet im Transformator ein Energieumsatz statt, welcher die Spannung auszugleichen trachtet. Da alle Zellen gleich beschaffen sind, so ist nur ein verhältnismäßig geringer Energieumsatz notwendig, um an sämtlichen Zellen nahezu die gleiche Spannung aufrechtzuerhalten.

Große Batterien werden vorteilhaft in mehrere Teile 8, 9 und 10, wie Fig. 2 zeigt, geteilt, wobei jeder Teil seinen eigenen Autotransformator hat. Diese Figur zeigt beispielsweise eine Batterie von 18 Zellen, welche in drei Gruppen von je sechs Zellen geteilt ist. Die einzelnen Gruppen sind hintereinander zwischen zwei Leitungen oder eine Leitung und Erde geschaltet, und die Spannung jeder Gruppe kann infolge der selbstregelnden Wirkung der parallel liegenden Drosselspulen diejenige der anderen Gruppen nicht übersteigen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel sind die Drosselspulen 7 durch die Ausgleichsspülen 11, 12, 13 und 14, von denen die erste auf dem zur Gruppe 8 gehörenden Eisenkern, die nächsten zwei auf dem zur Gruppe 9 gehörenden Eisenkern und die letzte auf dem zur Gruppe 10 gehörenden Eisenkern sitzt, miteinander elektrisch gekuppelt. Die Spulen 11 und 12 sind in Reihe geschaltet und ebenso die Spulen 13 und 14. Hierdurch wird ein gleicher Kraftfluß in allen drei Eisenkernen herbeigeführt und die Spannung aller Zellen gleich groß erhalten.

Statt einen Autotransformator zu benutzen, kann man zu jeder Zelle einen Widerstand ■ parallel schalten. In diesem Falle nimmt, wenn die Spannung einer Zelle steigt, der zu dieser Zelle parallel liegende Widerstand einen größeren Strom auf und sucht dadurch die Spannung auszugleichen. Bei dieser Anordnung findet ein größerer, dauernder Energieverlust in den Widerständen statt, doch sind die Anschaffungskosten geringer als bei einem Autotransformator.

Die gleichen Anordnungen sind auch bei den als elektrische Ventile oder Gleichrichter dienenden Zellen mit nur einer Aluminiumelektrode anwendbar.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Schutzvorrichtung für hintereinander geschaltete, elektrolytische Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Zellen eine unterteilte Drosselspule oder ein anderer Spannungsteiler parallel geschaltet ist, derart, daß jede einzelne Zelle für sich zu einem passend gewählten Teil des Spannungsteilers parallel liegt.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen gruppenweise zu mehreren unterteilten und hintereinander geschalteten Drosselspulen parallel liegen.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Drosselspulen miteinander elektrisch gekuppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.