DE240680C

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Publication number: DE240680C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

.- JVe 240680 KLASSE 21 c. GRUPPE.- JVe 240680 CLASS 21 c. GROUP

Überspannungssicherung aus elektrolytischen Zellen.Surge protection from electrolytic cells.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Januar 1911 ab.Patented in the German Empire on January 15, 1911.

Es ist üblich, bei den Uberspannungssicherungen aus elektrolytischen Zellen zwischen diesen und den zu schützenden Leitungen Funkenstrecken anzuordnen, da die Zellen gewissermaßen durchlässig sind und bei direkter Verbindung mit dem Stromkreise ein Leitungsstrom die Zellen durchfließt, welcher die Wärmebildung und eine rasche Abnutzung der AIuminiumelektrqden zur Folge hat.It is common with the surge protectors Spark gaps from electrolytic cells between these and the lines to be protected to be arranged, as the cells are to a certain extent permeable and a line current when connected directly to the electrical circuit flows through the cells, which causes heat generation and rapid wear and tear of the aluminum electrodes has the consequence.

ίο Gemäß der Erfindung können die elektrolytischen Zellen direkt ohne Zwischenschaltung von Funkenstrecken mit den zu schützenden Leitungen verbunden sein, indem man die ihnen zugeführte Linienspannung vollkommen oder nahezu vollkommen gleichgerichtet macht. Die Gleichrichtung der Spannung kann in jeder bekannten Weise, vorzüglich aber auf mechanischem Wege geschehen.ίο According to the invention, the electrolytic Cells directly without the interposition of spark gaps with the lines to be protected be connected by making the line voltage applied to them completely or almost completely rectified. the The voltage can be rectified in any known manner, but preferably mechanically Ways happen.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.Two embodiments of the inventive concept are shown schematically in the drawing.

Fig. ι zeigt die Verwendung der Erfindung für zwei Leitungen. Der Wechselstromgenerator α speist die zu schützenden Leitungen b, V; der in diesem Falle gezeichnete mechanische Gleichrichter besteht aus einem Synchronmotor m und von diesem angetriebenen gleichrichtenden Kommutatoren g, g', deren Segmente sowohl mit den beiden Leitungen als auch mit den einen Enden der elektrolytischen Zellen z, z' verbunden sind. Die anderen Enden der letzteren sind geerdet. Da die Gleichrichter synchron mit der Linienspannungsfrequenz laufen und die Verbindungen zwischen jedem Paar der elektrolytischen Zellen und den Leitungen b, b¹ bei oder nahezu bei dem Nullpunkt der Spannungswelle umschalten, so bleibt die den Aluminiumzellen zugeführte Spannung immer oder nahezu immer eine gleichgerichtete. Diese Gleichrichtung der Spannung hat zur Folge, daß die Films der Zellenplatten dauernd in gutem Zustande erhalten werden, da, wie die Versuche gezeigt haben, sowohl der Leitungsstrom wie die Abnutzung der Platten viel kleiner bei gleichgerichteter Spannung als bei Wechselspannung ist.Fig. Ι shows the use of the invention for two lines. The alternating current generator α feeds the lines b, V to be protected; the mechanical rectifier shown in this case consists of a synchronous motor m and rectifying commutators g, g ' driven by this, the segments of which are connected both to the two lines and to the one ends of the electrolytic cells z, z' . The other ends of the latter are grounded. Since the rectifiers run synchronously with the line voltage frequency and the connections between each pair of electrolytic cells and the lines b, b ¹ switch at or almost at the zero point of the voltage wave, the voltage supplied to the aluminum cells always or almost always remains rectified. This rectification of the voltage has the consequence that the films of the cell plates are permanently maintained in good condition, since, as the experiments have shown, both the conduction current and the wear on the plates are much lower with rectified voltage than with alternating voltage.

Obwohl es vorteilhaft ist, die Spannung vollkommen gleichzurichten, liegt es doch ebenfalls im Rahmen der Erfindung, nicht die ganze Welle der Wechselspannung, sondern nur einen größeren Teil dieser Welle gleichzurichten. Natürlich sind die durch die Gleichrichtung bedingten Vorteile um so größer, je vollkommener sie ist.While it is beneficial to completely rectify the voltage, it is also beneficial within the scope of the invention, not the entire wave of alternating voltage, but only one rectify larger part of this wave. Of course, those are conditioned by rectification The more perfect it is, the greater the advantages.

Bei dem mechanischen Gleichrichter der in der Zeichnung dargestellten Art wird jedesmal die direkte Verbindung der elektrolytischen Zellen mit den Leitungen auf eine kurze Zeit unterbrochen, nämlich beim Übergang der an die Zellen angeschlossenen Bürsten von einemIn the mechanical rectifier of the type shown in the drawing, each time the direct connection of the electrolytic cells with the lines for a short time interrupted, namely at the transition of the brushes connected to the cells from one

Kommutatorsegment des Gleichrichters auf das andere. Trotzdem wären auch bei der Verwendung von nur einer Überspannungssicherung ζ oder z' während dieser kurzen Zeit die Leitungen geschützt, da sie sich beim Eintreten einer Überspannung durch die Strecke zwischen der Bürste und dem Segment und dann über die elektrolytische Zelle zum Erdungspunkt entladen könnten. Es ist jedoch vorteilhafter, daß der Entladungsweg zwischen der Leitung und dem Erdungspunkt immer ununterbrochen bleibt, und dies wird durch Verwendung von zwei Gleichrichterkommutatoren g, g' erreicht, welche etwas gegeneinander und gegen die Welle der elektrischen Spannung versetzt sind, so daß der eine den Entladungsweg öffnet und schließt, kurz bevor und der andere bald nachdem die Welle der Wechselstromspannung ihren Nullpunkt erreicht hat. Der umzuschaltende Strom ist dabei ganz klein, was das zufriedenstellende Arbeiten der Gleichrichter gestattet.Commutator segment of the rectifier to the other. Nevertheless, even if only one overvoltage fuse ζ or z 'were used, the lines would be protected during this short time, since if an overvoltage occurs they could discharge through the section between the brush and the segment and then via the electrolytic cell to the earthing point. However, it is more advantageous that the discharge path between the line and the grounding point always remains uninterrupted, and this is achieved by using two rectifier commutators g, g ' which are slightly offset from one another and from the wave of the electrical voltage, so that one of the Discharge path opens and closes just before and the other soon after the wave of alternating current voltage has reached its zero point. The current to be switched is very small, which allows the rectifier to work satisfactorily.

Diese zeitliche Verschiebung zwischen den Umschaltungsmomenten der beiden Kommutatoren kann beispielsweise, wie. es in Fig. 1 dargestellt ist, dadurch erreicht werden, daß die beiden auf der gemeinsamen Welle mit dem Synchronmotor m sitzenden Kommutatoren um einen gewissen Winkel gegeneinander versetzt sind. Hierbei bleiben die Leitungen in ununterbrochener Verbindung mit den elektro-Iytischen Zellen; gerade in dem Augenblicke, in welchem die der einen Zellenbatterie, z. B. z', zugehörigen Bürsten zwischen den Segmenten des entsprechenden Kommutators zu liegen kommen, sind die Bürsten der anderen elektrolytischen Sicherung ζ in Berührung mit den Segmenten des entsprechenden Kommutators.This time shift between the switching moments of the two commutators can, for example, like. it is shown in Fig. 1, can be achieved in that the two commutators seated on the common shaft with the synchronous motor m are offset from one another by a certain angle. Here the lines remain in uninterrupted connection with the electro-lytic cells; just at the moment in which the one cell battery, z. B. z ', associated brushes come to lie between the segments of the corresponding commutator, the brushes of the other electrolytic fuse ζ are in contact with the segments of the corresponding commutator.

Die oben beschriebene Anordnung läßt sich leicht auch auf Mehrphasensysteme übertragen.The arrangement described above can easily be transferred to multi-phase systems.

Ein Ausführungsbeispiel für Drehstromnetze zeigt Fig. 2. Der von dem zu schützenden Drehstromnetz b, V, b" gespeiste Synchronmotor m treibt, ähnlich wie beim vorigen Ausführungsbeispiel, die drei auf einer Welle sitzenden, um entsprechende Winkel gegeneinander versetzten Kommutatoren g, g', g", deren jeder an ein entsprechendes Wechselstromleitungspaar sowie entsprechende elektrolytische Uberspannungssicherungen z, z', z" angeschlossen ist.An exemplary embodiment for three-phase networks is shown in FIG. 2. The synchronous motor m fed by the three-phase network b, V, b " to be protected drives, similarly to the previous exemplary embodiment, the three commutators g, g ', g ", each of which is connected to a corresponding pair of alternating current lines and corresponding electrolytic overvoltage protection devices z, z ', z" .

Man könnte in gleicher Weise wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 zwischen je zwei Wechselstromleitungen auch zwei oder mehrere elektrolytische Sicherungen mit zwei oder mehreren etwas gegeneinander versetzten Kommutatoren einschalten.One could in the same way as in the arrangement according to FIG. 1 between two AC power lines also have two or more electrolytic fuses with two or more Switch on commutators that are slightly offset from one another.

Claims

Patent Claims:

1. Overvoltage protection from electrolytic Cells, characterized in that the cells are connected to the lines to be protected via rectifiers.

2. Overvoltage protection device according to claim i, characterized in that between two lines and two associated electrolytic fuses only one rectifier switched on. is.

3. Overvoltage protection device according to claim ι or 2, characterized in that that on each line at least two rectifiers slightly offset from one another are connected, for the purpose, always an uninterrupted connection of the line to to achieve an electrolytic fuse.

1 sheet of drawings.