DE297498C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES A

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für elektrische Anlagen, welche eine Kondensatorenbatterie, wenigstens ein Paar Selbstinduktionsspulen und ein Schaltmesser aufweist.'

Wenn elektrische Linien unter Zuhilfenahme von Kondensatorenbatterien geschützt werden sollen, so ist im allgemeinen das verwendete Schema dasjenige der Fig. 1. Nach diesem Schema kommen zwei Selbstinduktionsspulen L₁, L₂ zur Verwendung, deren mittlerer Punkt mit der Kondensatorenbatterie C mittels eines Schaltmessers K . verbunden ist. Die Linienzuleitung geschieht bei /, und. das eine

^X5 Ende der Selbstinduktionsspule L₂ steht mit dem zu schützenden Apparate T in Verbindung. Es ist sofort klar, daß diese Vorrichtung zu einer ziemlich beträchtlichen Raumbeanspruchung führt, da mindestens drei Isolatoren für die beiden Selbstinduktionsspulen und zwei Isolatoren für das Schaltmesser erforderlich sind. Andererseits bestehen sehr oft die Selbstinduktionsspulen aus Windungen aus Eisen, zu dem Zwecke, eine raschere Dämpfung der durch die Linie zufließenden Entladungen zu erreichen. Wenn die Windungen durch einen einzigen Eisenleiter gebildet sind, so ist der dem Normalstrom entgegengesetzte Widerstand sehr groß, da, wie von Steinmetz bewiesen, die Durch dringung des Stromes ins Innere des Leiters von der Oberfläche aus nicht über ⁷/₁₀ mm geht, wenn die Periodenzahl in der Sekunde gleich 50 ist. Daraus geht hervor, daß der größte Teil des Leiterquerschnittes unbenutzt ist. Aus dem Vorhergehenden kommt man also zu dem Schlüsse, daß die Benutzung nur dann eine vollständige sein kann, wenn Leiter ■von 1,4 mm Durchmesser oder Seite zur Verwendung kommen, je nachdem es sich um einen kreisförmigen oder einen quadratischen Querschnitt handelt. Infolgedessen wird man dazu geführt, eine Anzahl parallel geschaltete Leiter zu verwenden, wobei diese z. B. 1,5 oder 2 mm Durchmesser besitzen. Auf diese Weise können das verwendete Metallgewicht sehr beträchtlich und zugleich die Raumbeanspiuchung stark herabgesetzt werden.

Mit Bezug auf dieselbe Frage der Selbstinduktionsspulen ist zu bemerken, daß beim Zustandekommen eines Kurzschlusses-zwischen den Windungen Anz^ehungserscheinungen vorkommen, welche bestrebt sind, die ganze Windungsreihe zusammenzudrücken, um die verschiedenen Windungen der Spule miteinander in Berührung zu bringen. ·

Ein dritter Gesichtspunkt besteht darin, daß, wenn es sich darum handelt, eine Kondensatorenbatterie auf ein Netz zu schalten, das Schaltmesser nicht auf einmal die Batterie ein- oder ausschalten soll, falls die Spannung hoch

genug ist, da sonst Hochfrequenzerscheinungen hervorgerufen werden können, wie solche in einem System von drahtloser Telegraphic mit Funkenstrecken voi kommen. Die vorhergehenden Betrachtungen haben nun dazu geführt, ein mit den Selbstinduktionsspulen derart zusammengebautes Schaltmesser zu erfinden, daß die Raumbeanspruchung und das Gewicht der Vorrichtung auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden; dies ist sehr wichtig, wenn die Vorrichtung auf kleinen Transfor-. matorenstationen Verwendung finden sol], auf welchen meistens nur ein sehr beschränkter Raum zur Verfügung steht. Aus den angegebenen Gründen können auch die Selbstinduktionsspulen aus pai allelgeschalteten Eisendrähten bestehen, deren verschiedene Spulenwindungen gegeneinander kräftig gestützt sind, um ihre Annäherung zu verhindern.

Endlich kann die Ein- und Ausschaltung der mit dem Schaltmesser veibundenen Batterie unter Zuhilfenahme eines Widerstandes geschehen, der allmählich aus- bzw. eingeschaltet wird.

In Fig. 2 bis 6 der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen:

Fig. 2 das Schema eines Ausführungsbeispiels, Fig. 3 und 4 einen Grundriß, teilweise im Schnitt, und eine Ansicht der Selbstinduktionsspulen, des Schaltmessers und ihrer Isolatioren, Fig. 5 eine Einzelansicht,
Fig. 6 das Schema einer Abänderung. Gemäß dem Schema der Fig. 2 ist die Primär- bzw. Sekundärwicklung des zu schützenden Apparates T auf beiden Seiten durch je ein Paar Selbstinduktionsspulen L₁, L₂ geschützt, deren Mittelpunkt an die Erde mittels eines Schaltmessers K und einer Kondensatorenbatterie C gelegt werden kann.

Nach Fig. 3 und 4 ruhen die Selbstinduktionsspulen und das Schaltmesser K auf zwei Isolatoren A, B, die an einem aus Gußeisen bestehenden Gestell D befestigt sind; obgleich dieses in Fig. 4 horizontal liegend dargestellt ist, so muß man sich dasselbe senkrecht stehend denken. An der Nase des Isolators A ist ein gabelförmiges Gußstück E befestigt, zwischen dessen Armen ein Tragstück R₁ aus Metall liegt; dieses kann sich frei um eine Achse F drehen und ist mit einem zylindrischen Stabwiderstand R versehen. Bie Selbstinduktionsspulen L₁, L₂ sind gegen die äußeren Gabelseiten durch die Enden der Achse F festgemacht. Sie bestehen je aus zwei Seitenstücken G₁, G₂ aus Gußeisen, die ihrerseits an einem z. B. acht Arme aufweisenden Haspel H aus isolierendem Material befestigt sind. In den Haspelarmen sind schraubenförmig angeordnete schmale Einschnitte / vorgesehen, in welchen die dünnen, die Wicklung bildenden Eisendrähte aufgenommen werden. Die Wicklung ist in mehrere einander parallelgeschaltete Abteilungen unterteilt, die je aus einem einzigen nackten Eisendraht bestehen; dieser ist an dem einen Ende an dem Seitenstück G₁ befestigt, geht schraubenförmig durch alle Einschnitte / hindurch und ist am andern Ende mit dem Seitenstück G₂ elektrisch verbunden. Die Windungen der verschiedenen Abteilungen liegen übereinander in den Einschnitten und berühren sich paarweise. Durch die Haspelarme sind sie aber gegeneinander versteift, außerdem ist ihre Abkühlung eine vorzügliche, da die Luft zwischen den Haspelarmen frei hindurchgehen kann und keine Drahtisolierung vorhanden ist.

Das eine Seitenstück G₂ der Schutzvorrichtung steht mit dem Linienleiter I, das andere mit der Wicklung des zu schützenden Apparates T in Verbindung. Die beiden Seitenstücke G₁ sind mit den Kontaktbacken M des Schaltmessers K elektrisch verbunden, so daß sich das Schema der Fig. 2 ergibt.

Das Metallmesser K kann zwischen die Kontaktbacken M eindringen; jedoch kömmt es vor der Berührung mit diesen mit dem zylindrischen Stabwiderstand R in Berührung und gleitet an diesem entlang, ihn hierbei drehend, bis es zwischen die Kontaktbacken M eintritt; der Widerstand R wird also zuerst eingeschaltet und dann allmählich ausgeschaltet. Die Bewegung des Widerstandes R ist durch Anschläge zwischen den Stellungen R₁ und R₂ begrenzt.

Beim Ausschalten erfolgen die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge, der Widerstand wird allmählich bis zur Stromkreisunterbrechung eingeschaltet, nachdem das Messer K die Kontaktbacken M verlassen hat.

Es ist zu bemerken, daß, wenn es sich um die Herstellung von Selbstinduktionsspulen aus Eisendrahft für sehr große Stromstärken handelt, sich große Schwierigkeiten entgegenstellen, da sehr starke Metallquerschnitte gewählt werden müssen, wenn nur ein Querschnitt vorhanden ist. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung kommt dieser Nachteil nicht vor, da zunächst durch Verwendung einer großen Zahl parallelgeschalteter Drähte Selbstinduktionsspulen für mehrere Hundert Ampere in einem kleinen Räume sehr leicht untergebracht werden können. Wenn weiter gegangen werden soll, so genügt es, Apparate herzustellen, die z. B. dem -Schema der Fig. 6 entsprechen. Wie früher, ist der Isolator B mit der Drehachse des Schaltmessers K, der Isolator A mit den Kontaktbacken M dieses Messers K und den beiden Selbstinduktionsspulen L₁, L₂ versehen; es sind aber noch, zwei andere Isolatoren A₁, A₂ vorhanden, die je ein Paar Selbstinduktionsspulen L_s, L₁ und L₅, L₆ tiagen. Die Enden der Spulen L₁, L₃, L₅ einerseits, L₂, L₄, L₆ an-

derseits sind einander parallelgeschaltet. Die an den Isolatoren A₁, A₂ befestigten Gußstücke zur Aufnahme der Spulen besitzen hier keine Kontaktbacken mehr. Auf diese Weise kann man sehr leicht in einem äußerst beschränkten Räume einen Apparat unterbringen, der iooo bis 2000 Ampere durchlassen kann.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ίο i. Schutzvorrichtung für elektrische Anlagen, die aus Selbstinduktionsspulen, einer Kondensatorenbatterie, sowie deren Schalter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstinduktionsspulen (L₁, Z₂) und die Kontaktbacken (M) für das Schaltmessei (K) auf einem einzigen Träger (^4) aus Isoliermaterial ruhen.
2. 2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wicklung der Selbstinduktionsspulen durch eine Anzahl parallelgeschalteter. Abteilungen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abteilungen aus je einer Lage dünnen Eisendrahtes bestehen und in schraubenförmig angeordneten Einschnitten (I) eines Haspels (H) aus Isoliermaterial übereinander gewunden sind.

   ,3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Schaltmessers (K) beim Ein- und Ausschalten auf einem um eine Achse (F) drehbaren Widerstand (R) gleitet, so daß eine allmähliche Schließung bzw. Öffnung des Kondensatorenbatteriekreises erreicht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.