DE368681C - Vorrichtung zur Lichtbogenloeschung in elektrischen Stromkreisen durch Verminderung der Netzspannung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Lichtbogenlöschung in elektrischen Stromkreisen durch Verminderung der Netzspannung.

  Die Erfinlduing bezieht @skh auf eine Vor-

  ri*ttrng zur Lichtbo.gen-läschung in ele'ktmi-

  schen Stromkreisen durgih Verminderung der

  N;etzspatuvung.

  Els sind Anordnungen bekannt, beIidenen

  atilf Iden Feldmdgler ein Retais einwirkt, welches

  b@ürn Auftreten eines Kurzschluslses,am Gene=

  rabor Wmdierstand @i@n ,di,e Felldwicklurig deg Er-

  r .egers einschaltet, um id!en Generator zu

  sdhütz@en, wenn ein solches Ülherstrorn= und

  Spannunigaverhäfltnis auftritt, das Idurch den

  Feldregler rii:cbit bewältigt w erdien kann. Wer-

  den die Felder von mehreren parallelgeschal-

  teten Generatoren geschwächt, so kommt @es

  leicht ivor, daß idie Generatoren außer Tritt

  kommen.

  Um die Generatoren nach dem Erlöschen

  des LicMbogen.s :bzzv. nach hem VenschWin'den

  des Fehlers wieder rasch lin. Tritt .zu abfingen,

  werden gemäß ider Erfindung,die Generatoren

  vorübergehend übererregt. DieseUbererregung

  wird so lange fortgesetzt, bis idie von Iden

  Generatoren etze(tigten ßpannungen Iden halben

  Regeliwert %erreicht halben. Dann wind idie

  Übererregung selbsttätig wieder auf den nor-

  mh.'len Wert gebracht. Nach diesem Zeitpunkt

  wird nur noch die Regelspannumg erzeugt.

  In derZeichnung, iwälche die JE, rfindung sche-

  matisch veranschaulicht, sind mit i und 2 Gene-

  ratoren, beispielsweise solche mit rotierendem

  Feld, ibezeichnet, idiie (durch die Leitungen 5, 6

  und 7, 8 Energie Iden,Sammnelschienen 3 @un;d 4

  zuK'ühren. Leiltungen -9 unld i o @slinld an die

  S:amme4.schiienen 3 und 4 angeschlossen .und

  bilden ein Verteihingsnetz, ;das als Freileitunig

  aus:gebildlet seift mag. Von den Leitungen 9

  unld io dühren Leitungen i i und 12, nach idem

  Indiutid5:onsmotor 13.

  Zum Erregen er Feldspulen der Genera-

  toren ist ein Erreger 14 vorgesehen. Von 4en

  Klemmen idIieses Erregers 14 führen Leitungen

  15 .und 16 fzu Leitungen 17 und 18, die eine

  Feldsammnelschierne für die Generatoren i

  ,und, 2 :bilden. Die iLeitung 18 ist mit der

  einen Klemme (der Feldspule des iGeneTatoris i

  durch die Leitung i9, und rdne Leitung 17

  durch die Leitung 2o mit dem Schalterlidbeil

  21, der bei 22 ,dre'h'bar geliagert bist, -verbunden.

  Eine Bed:er 23 hält den Hebel 21 in Berührung

  seit dem Kontakt 24, Üer- `durch die Leitung

  25 mit (der anrdieren Klemme (der Feldspule des

  Generators i verbundem'ist. In gleicher Weise

  i,st )diurch ,die Leitung 26 eine Verbindiung owi-

  schen der Leitung 18 ;wnid id@ereinen ;Klemme

  der .Feldwicklung :des Generators 2, und durch

  die Leitung 27 eiirie Verbindung znvischen 4er

  Leitung 17 -und einem Schalterhebel 28, der

  bei 29 drehbar gelagert ist, hergestellt. Eine

  Feder 3o hält Aden Hebel 28 in Berührung mit

  denn Kontalkt 3,1, der diurch,die Leitung 3:2 anlit

  .der anderen Klemmre ,der Felldespule'des Gene-

  rators 2 verbunden ist. Die Feldspule 33 des

  Erregers 14 liegt .ein Serie mit ,einen einatel@l-

  'baren Rheostiaten 34 ran .den Klemmen ,des Er-

  regers 14. Der Rheostat hat Iden Zweck, feie

  Spannung :des Erregers und dadurch Ideen den

  Generatoren i rund 2 =,gefiührfien Feldstrom

  zu kontmollli@enen, der in Wechselwirkung die

  den .Sammelschier n 3 und 4 aufgedrückte

  Spannung 'bedingt..

  Von id:er einen Klemme des Rheostaten 34

  führt eine Leitwng 35 zu einem H.Ael 36, der

  einem K ontakt 37 besitzt, und von der anderen

  Klemme des Rheostaten 34 ieührteine Lelitung

  38 nach ,dem. Heibelschalter, 39, ,der bei 4o Idreh-

  bär !gela;gemt ii:st und, einen Kontakt 41 besitzt.

  Der He'blell 39 wird um,seinen Driehpunktunter

  Vermittlung eines iSolenönden 42 unU eines

  Eisenkernes 43 (bewegt, welch letzterer an dem

  dem Kontakt 41 entaegerngesetzten Ende des

  Hebels 39 vor:gesehem. ist Die eine Klemme

  des :Solenoiklen 42 eist mit Hilfe edier Leitung 44

  an die eine Klemme elineis Spanrntunigstmrns-

  fo.rmlatoris 45 geschaltet, (dessen Prlimärspu@le

  an idien Sammelschienen 3, 4 Liegt, wähmend

  die ran ediere Klemme dies Solenoi@den Über einen

  Widerstand 46 und eine Lelitunig 47 mit der

  anderen Kilemme ides Transformators verbun-

  den i's:t. Der -Widerstand 46 ifst :so groß, diaß

  bei N:ormallspanuung .in ,den Sammielscliienen' 3

  jund 4 [gerade ,genug :Strom ldurch ;das Solendi:d

  42 fließt, um 'den Kontakt 41 gerade nn - B-,e-

  rührumg anit diem Kan'ballet 37 zu walten.

  Eine Scheibe 48 aus Isoliermaterial, vor-

  zu.'snveise aus Hiar%o#um:rni, ist auf einer Welle

  49 angeordnet. An einer um die Welle 49

  gewundenen Schnur 51 hängt ein Gewicht 50,

  ,das die Schellbie in Richtung ödes iPfieiles zu

  ,drehen ,sucht. Ein seit einer Nase 53 versehe-

  ner .eiserner Kern 52 Rvfird niormalerwei-se

  durch seine ,Schwerkraft in :eine in!der iSche!ibe

  48 vongesehien@e Rast gedrückt, so idaß ,sich die

  Scheibe nicht drehen kann. Um den Eisen-

  kern 52 ii:st Beine Spule 54 .so angeoridnet, daß,

  sobald Strom durch die Spule fließt, Id'er Eisen-

  kern gegen [die Wirkung ,der Schwerlkriadt an-

  ,gehoben nvir;d und,,die ,Sclieibe-48 irteiigibt, so

  ,daß das Genlicht 5o dieselibe in Richtung ,des

  Pfeiles dreht. A ,uf ,der Welle 49 sitzen Flügel

  55 und 56, ,die infolge des Luftwiderstandes

  die Drdhlb,ewegung der Scheibe 48 bremsen,

  und zwar beim in Frage .stehenden Auäfüh-

  r1u.ngsbL,is@i,el iso isbark, Idaß die :Scheibe 48 Ou

  einer Unn'drdhun;g -6o Sekunden braucht.'

  Atuf der Scheibe 48 !i-st ein Meta11Aüdk 57

  so in 111e'zug iaufzwei metallene Gleitbügel 58

  und- 59 angeordnet, idaß wenige .Sekunden,

  nachdem ii:lie Drehbewegung %der ISchdibe be-

  gonnen hat, idias Mmallsiriick 57,eine,eldktr.ische

  Verbinkdung z1Vischen den iSchleiflkontakten 58

  und 59 ,herstellt, un id zwar etwa 5 Sekunden

  lang. Bein ,zweites -Metallstuck 6o ist auf der

  Scheiibe 48 voimgesdhen und so ein ibezug auf

  zwei meta@llerne,Gleitbügel 161 Lund ,62 !angeord-

  n:et, ;daß wehige Sekunden, nachdem ldie

  Scheilbe 48 ehre Drehung ;begonnen hat, eine

  :eleiktrisch@e Ver'bindunig zwlischeni ;dien Gleit-

  Ibii<geln 61 uud@ 62 hergestellt ist, welche Ver-

  bindung @ebwla 30 S;ekurnden aufrechterhalten

  werden soll. -Der Bügel 61 ist dlurch,die Lei-

  turig 63 miit,der einen Klenime des Widerstan-

  ,des q:6 ,und ,der Bügel 62 durch ,di:e Leitung 64

  mit einier Zwi!schrenstelle@des Wi!dersüanidesl46,

  etwa mit dessen Mittelpunkt, verbunden. Der

  Bfigel 58 .liegt vernnlittels der Leiturig 65 an

  der iErregersammelscbiene 17.tin:d ,der Bügel 59

  durch ,die Leitung 66 ,an ,der einen Klemme

  jedes 4er ,beilden iSolenoidien 67 ,und- 68; die

  anderen beiden :Klemmen der ISollenoiden 67

  und 68 4ind (durch . die Leitung 69 mit der

  Erregersammelscbiene 1,8 verbunden. - !Das

  Solenoid 67 ist mit :einem Eisenkern 7o aus-

  gerÜstet, (der, soballd einelektrischer Strom

  das Solenoi,d 67 durchflielk, ,erregt @mir!d und

  den eisernen,Schalterhebel a8 gegen @dinen

  7-1 zIdht, -wodurch der Fe,lldstromkreis

  ;des ,Generators 2- unterbrochen nvird. In glei-

  cher Weisse besiitzb id-ais .Solenoiidi 68 einem

  Eisenkern 72, ldier, !soba!ld er .durch einen ,dass

  Salenoüd 68 idwrdhlfließ:enden (Strom -erregt

  wird, (den Hebdl ii-;gogen -den Ansdhla;g 73

  zielfit und daidurch dien @Feldstromkreis ;des

  Generiabors i unterbricht.

  Die eine ilemane,dies SolienoMs 54.ist (durch

  die Leitung 74 .an idi@e ;Erragersammelschiene

  17 gelegt, %"ä'h..rend von der en!deren Klemme

  der iSipul.e 54 eiinie Leitung 75 OÜ Iden Kontak-

  ten 7.6 und 77 fÜhrt. Von der ,Erreg,ersiamm-el-

  schien.e -r8 geht eine Leitung 7-8 )zu -den K on-

  ta'kten 79 rund. -8o. Ein (Bi-sem!kern 8 i trälgt eine

  Kontaktbrücke 82 umfd ist :so in Ibezug -auf zwei

  Kontakte 76 iuhd 79:-angeordnet, ,diaß, sobald

  seine Schhwerkrlaft !durch: den Einfliuß des

  Solenoilden 83 -Überwunden ist, die Kontakte

  76 und 79 durch die Brücke 82 venhunden

  iverldien: Das iSole@noid 83 .liegt ran ,der Sellaun-

  därspulle eines,Stromtransf@ormatons '84, dessen

  Prai@närsp,trle in .Serie mit der Leitung 8 ge-

  @schaltet ist,- dlie (die eine Leitung des Anker-

  ätromk reises ,des Genlabors 2 bi-lldet.

  Wenn !also .der Strom im Ankerstromkreis

  des,Gieneratoris 2 stjar'k genug Ist, um ,das

  Solenoid 83 ,zu erregen und den K ,ern 81 an-

  zuheben, .usn !die Kontalkte 76 rund 79 mitein-

  ander zu verbinden, dann flließt ein ,Strom von

  ,der Sammelschiene 16 durch [die Leitung 78,

  die Kontakte 7,9, -&2 und 76 .nach ,der Leitung

  75 und von .dort durch das Soleno@id 54 und

  die Leitjung 74 nach ider-Erreiger slamlmel(schien.e

  17. ,Dieser ?Strom !hebt bdim Diurobfließen des

  Solenoids 54 :den Kern 52 an, so Idiaß die

  Scheilb;e 48 unter dem Einfüuß des Gewichtes

  5o eich )drdit. In ähnlicher Weise ,ist !der

  Kern 85 angeordnet, um .dlurch eine-Brücke 86

  ,die Kontakte 77 u!rid, 8o'miiteinander zu yer!bin-

  den, sobald ,der IStvarn In einem.Solenoiden 87

  stark ,genug !isst, rum den !Kern 85 entgegen

  seiner ,Scbwie'rücraft anzuheben: Um (dem

  Solenoiden 87 ,Strom-zulzufüühren, sind (dessen

  Klemmen an (die Klemmen ,der ;Sekundärspule

  eines S:tromtransfförmators -.gelegt, :dessen

  Primämpule in iSerlie Tnit :der Leitung 6 liegt,

  .die eine Leitung !dies Amkerstromkreises id:es.

  Generators z bildet. Die Arbeitsweise des

  Solenoiden 87. mrild (des !Kernes 85i ist dieselbe

  in Ibezu.g auf :den !Generator i wie Aiejenige

  ,des Solenoilden 83 und ,dies Kernes 8i in @bezu!g

  aurf Iden deneratbör 2.

  Ist das ,dargestellte !System in - normalem

  Betrieb, so cwlird- !der Kontakt 41 in und ,außer

  Berührung rnit dem Kontakt 37 durch ,dien

  Einfiuß ,der Spüle 43 gebbacbt, und -zwar -in

  Intervallen, (die genügen, um ,die ,Spannung in

  ,den Erregersanundiechionen 17 rund 18 auf

  eine sdlehe !Höhe izu briirgen, )daß diie normale

  Spannung in der Haaiptleitung 3, 4 erhallben

  wind, iZlu iglei.cher ,Zeit @@vitcl die iSchdibe 48

  durch den !Kern 5,2 4n der dargedtellten Lage

  festgelhlälten. -!Die- Kerne der Magneten 81

  uni» 85 :sing so schwer, @daß c-#venigstens

  Zoo Prozent ,der normalen ,Stromistä#,ke in den

  Amkettsträmlzreisen !der Generatoren i und 2

  notwendig ,si@nld, um,die Kerne anzuhdben ,und

  die `betreffenden Kontakte zu .schließen.

  Nimmt man unter den ebben beschriebenen

  Verhältnissen an, daß iz. cB. zufolge Kurzschltus-

  ses ein elektrischer Lichtlbrgen mwischen den

  Leiturigen 9 ,und io ienbstebt, is!o wird Ida:durch

  in den Leitungen 6 und 8 ein sio starker Strom

  erzeugt, Aaß (die iSblenoitde 83 und- 87 ihre

  Kerne anheben und dien Stromkrens zwvischen

  -den Leitungen 75 und 78 :schließen, so däß oin

  Strom von ,der F--rre'gerisebliene 18 durch ,die

  Spule 5.4 !unld e,urück ,zur Erregerschiene i7

  fließt, Dieser (durch dne Spule 54 fließende

  Strom ;bewirkt, daß ,der Kern 52 Jie iScheilbe

  48 freigibt, worauf diese in @t'iclitu:r@g ,dies Pf ei-

  ,les sich ,dreht; hierbei kommt der Kontakt 57

  in B.erührlung mit den ;Sah!leilfkont'akten 58

  und -59, so d,aß .ein Stromkreis ziwlischen den

  Erregersammelschienien 17 und 18 über die

  Spulen 67 und 68 hergestellt wind, durch Iden

  wiederum die Kerne 70 -und 72 erregt Rver:den,

  die die Schiafterhebel 211 ;und 2,8 außer :Bie-

  rührung mlit ihren Kontalrten 24 Mund. 31

  bringen, wodurch; die Feldstromkreise der

  Generatoren i und 2 unterbrochen wenden.

  Die Fooligehienvon ist, @diaß Idie.S,pannung nn!den

  Leibunben 9 und io genüiigenrd vermindert

  wird; damit .der Lichtbogen ownschen Iden Lei-

  tungen 9 und io abbricht, olhne die Leitungen

  von :dem Ankerstromkreis (der Generatoren i

  und 2 abzuschalten.'

  WeriigeASellDunden, nachdem dlne,Scheibe 48

  sich- in ;Drehung versetzt hat, tritt ,der Kontakt

  57 wi:dder außer Bedihrung mit Iden iSchleif-

  konta'lcten 5-8 .unrd 59, wodurch ,der Stromkreis

  über die iSpuilen 67 ,und 68 ,unterbrochen wind,

  so Idaß ,die Federn 23 und, 30 .die Hebel 21

  und 28 ivvIeder mit ihrem -Kontakten 24 Und 31

  in Berrifriung,bri.agen ,un;d auf diese Weise die

  Feldstromkreise ,der Genemtoren,i rund, 2 wie-

  der schlließen.

  Es ist ranzunehmen, Idaß ,die iGeneratbren

  durch dile Unterlbrechung ihrer Feldstrom-

  kroise außer Synchronismus geraten. !Solange

  die (Spannungen @in den Ankerstromkreisen der

  Generatoren unternormal ist, läßt .die .Spule 42

  ihren. Kern 43 frei, so daß dieser herabfällt

  und die Kontakte 41 unld 37 länger mitein-

  ander @verblindet, (woidurch die Spannung !des

  so erhöht wied, daß bei Wieder-

  ErTOgers 14

  schließen der Feldstromkreise der Generatoren

  ,ein :sehr starkes Feld entsteht, Idas ,geeignet ist,

  ,die Generatoren alsbald wieder in Synchronis-

  mus zubringen. Wenn ,aber -dieses'istarfke Felid

  auf die Generatoren dauernd zur Wirkung

  1@ärne, aliso aiuch nach Erreichung des Synchro-

  nismus, so würden (die iSpannungenhöher wer-

  den als @diie )durch die Motoren erzeugten elek-

  iro,motorischen Gegenkräfte, so daß der Motor

  13 und infoligedessen lalle Motoren einen

  außerordentlich starken Stromerhalten wür-

  iden. iSo'bald' daher :die Felder der (Generatoren

  wiederhergestellt #sinfd: (also nach Abgleiten (des

  Kontakteis 57 von 58, 59), (wird der Kontakt

  6o surf der 'Scheibe 48 (die Schleifkontakte 61

  und - 62 mitenniander rverbinden- und dadurch

  die obere .Hälfte Ides Wiid@erlstandes 46 kurz-

  schließen, mit der Folgeerscheinung,-,daß die

  Erregung (der iSPule 42 gestärkt ,unid demzu-

  folge der Kontakt 41 schien etwra !bei ,dier Hälfte

  der nowmalen ISpannung in den ,Ankerstrom-

  kreüisen der !Genewtoren periddisch unter-

  bricht. Wenn ials;o ld@ie Felddtroanikreise .der

  Generatoren bei 24 und 3 r wieder -gesohloesen

  sind und 'der Kontakt 61, 62, 6o geschlossen

  ist, so besitzen ,die iGenenatoren solche Felder,

  daß ihre Spannlungen @etwä die Hälfte der Nor-

  malhöhe erreichen. Mit ,diesen können sie im

  Synchronismus weiterlaufen. D,er Kontrakt 4z

  hält also die Hälfte der ,Spannung in !dem

  Ankerstromkreisen der Generatbren so lange

  konstant, (bis ,der Kontakt 6o iaußer,Berührung

  mit den SChlreiüQontakten 61 ud`d 62 tritt, in

  welcher Zeigt die Motoren, wie beispielsweise

  der -Motor 13, ihre normale (Geschwindigkeit

  wieder erreicht haben können. Wenn dann

  nach Unterbrechung des Kontakteis 61, 62, 60

  der ganze Wilderstanid 46 wiedier eingeschaltet

  i,st, Wird Idier Kontakt 41 Wieider so .arbeiten,

  daß in den Anker'stromkreieen der iGerneilatoren

  die rnormiale Spannung herrscht.. Die Scheitle

  48 setzt ihre:Bewegung form, bis sie,eine volle

  Umdrehuntg ausgeführt hat und die Nase 53 rin

  die Ausnehmung dorScheibe einfällt und di-e

  Scheibe 48 "festhält. Inzwischen halben die

  Ströme in ,den Ankerstromkreisen !der Gene-

  ratoren .eine Stärke angenommen, die der nor-

  malen etwa entspricht, j edenfallls geringer ist,

  a'ls notwendig ist zum Anheben der Kerne 81

  und. 85; infolgedessen wird auch ldile Spule 54

  nicht mehr erregt.

  Das ganze System :(ist,aüf Bliese Weise, ohne

  zeitweise Ausschaltung ,eines Teiles, lvieder in

  seine normale Anfrangsscbaltlung gebräat, wie

  .es notwendig ist, wenn drin Spannung in rden

  Ankerstromkreiisem der Generatoren auf ihre

  Normalhöhe gehalten wird und (die Lei-

  tungen 9 und 1o von den Hauptsammelschie-

  nen 3 und 4 iabgesdhalfiet -wenden, wie es 'bis

  jetzt in ,der Piraxis (üblich war.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜcIir z. Vorrichtung (zur Lichtbogenlöschung in elektrischen Stromkreisen durch Ver- minderung der Netzspannung" dadurch ge- kennzeichnet, rdaß, sabaldeine '.bestimmte Stromstärke überschTntfiem wind, eine selbsttätige Vorrichtung zur Wirkung kommt, die zweclds Verminderung der Spannurig Ibis zu der Grenze, wo der Licht- bogen erlischt rund der (Fehler verschwin- det, ,zunächst,die @elidreglung ,der !das Netz speiserüden Generatoren schwächt und darauf- (die (Generatoren vorabergehend übererregt, Ibis sie .wieder rin Tritt kommen urn,d@ die von ihnen erzeugten ,Spannungen den halben Regelwert erreicht haben, worauf die vorübergehende Übererregung wieder auf Iden normalen Wert geibracht wird. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, da- durch gidkennzeichnet, dlaß beim Ütber- -schrehten einer (bestimmten Stromstärke ,eine selbsttätige Vorrichtung .in Tätigkeit tritt, klxe bis zu einer bestimmten Anzahl von :Malen eine periodische Herabsetzung ,und Wiedererhöhung ,der Spannung in einem )bestimmten, wen dem Verlauf des Fehlerlsfiremes unabhängigem Zeitmiaß vor- nimmt.