DE439640C - Drosselspule zum Schutz gegen Wanderwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung hat den Zweck, den beim Auftreffen einer Wanderwelle auf eine Schutzdrosselspule aus dem Spulenende tretenden »Ladestoß« ungefährlich zu machen, so daß er den zu schützenden Betriebsmitteln nicht schaden kann. Die Erfindung beschäftigt sich also nicht mit. demjenigen Wellenteile, der vom Spulenanfange bis zum Spulenende den Windungen der Spule entlangfließt

ίο (Hauptwelle), sondern nur mit jenen Teilen der auftreffenden Welle, die sich während des Einzuges des Wellenkopfes in die erste Windung vom Wellenkopfe loslösen und nicht entlang, sondern quer zu den Windungen die ganze Spule kapazitiv durchsetzen (Ladestoß). Der dem Ladestoße entsprechende Wellenstrom dringt in der Hauptsache zuerst entlang der Anfangswindung der Spule vor, tritt im Verlaufe derselben aus der Anfangs-

.20 windung als Verschiebungsstrom durch die Windungsisolierung zur zweiten Windung und geht weiter als Verschiebungsstrom quer durch die Spule bis zur Endwindung. Er fließt hierauf längs der Endwindung dem Spulenende zu, das er erreicht, lange bevor die Hauptwelle dort ankommt.

Es gilt nun, den Anstieg des Ladestoßes, der bei eng gewickelten Spulen sehr steil sein kann, zu verflachen und seine Höhe herabzusetzen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, dieses Ziel dadurch zu erreichen, daß man die Eigenkapazität der Spule schwächt und ihre Erdkapazität vergrößert. Die Erfindung erreicht das gleiche Ziel auf einem anderen Wege, indem sie die z. B. aus einer Freileitung auf die Schutzspule mit Lichtgeschwindigkeit prallende Welle zwingt, in die erste Windung der Schutzdrosselspule mit geringerer Geschwindigkeit einzuziehen.

Der aus dem Spulenende tretende Ladestoß erreicht nämlich im allgemeinen von Null ansteigend dann seine größte Höhe, wenn die in die Spule dringende Wanderwelle gerade die erste Windung voll durchlaufen hat. (Vgl. Trage : »Messungen über den Durchgang von Wanderwellen durch Sc'hutzdrosselspulen«, Archiv für Elektrotechnik XV. Band, ₁1925, Seite 345 bis .376, insbesondere Abb. 17, Seite 371, sowie Seite 372, Zeile 17 von unten, bis Seite 373, Mitte. Das untere Bild der Abb. 17 zeigt die bei verschiedenen Wellengeschwindigkeiten innerhalb der Spulen aus dem Spulenende tretenden Ladestöße beim Auf treffen einer Rechteckwelle von 100 Prozent Höhe.) Wenn es also gelingt, die Zeit zwischen dem Auftreffen der Welle auf den Anfang der ersten Windung bis zur Vollendung des Durchlaufs der ersten Windung zu vergrößern, d. h. die Welle langsamer laufen zu lassen, so erreicht auch der aus dem Spulenende tretende Ladestoß seine Scheitelhöhe entsprechend später. Der Anstieg des Ladestoßes wird also gestreckt. Außerdem ergibt die Rechnung, daß meistens auch die

Höhe des Ladestoßes erheblich herabgesetzt wird.

Im allgemeinen dringt nun eine Wanderwelle entlang den Windungen einer Spule um so langsamer vor, je kleiner derWindungsabständ ist. Das gilt aber nur für diejenigen Windungen,- die an jeder Seite Nachbarwindungen, haben (a. a. O. S. 374, Zeile 16 u. ff.). Bei der ersten sowohl wie bei der letzten Windung einer Spule ist dieses jedoch nicht der Fall. Deshalb laufen hier die Wellen entlang den Windungen schneller als im Inneren der Spule. Es kommt aber für die Unschädlichmachung des Ladestoßes gerade darauf !5 an, daß die eindringende Hauptwelle entlang der ersten Windung vergleichsweise langsam läuft.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die erste und wenn nötig auch die letzte Windung mit Nachbarwindungen auf ihren vorher freien Seiten versehen werden. Zu diesem Zwecke legt man z. B. bei einer aus Flachband gewickelten Spiralspule (Abb. 1) ein leitendes Band 1 aus Kupfer o. dgl. unter Zwischenlage einer Isolierschicht 2 rund um die Spule, so daß nunmehr die Anfangswindung 3 auf jeder Seite eine Nachbarwindung hat. Auf ähnliche Weise kann man auch mit der letzten Windung 4 im Inneren der Spiralspule verfahren, besonders wenn Wanderwellen von jeder Seite der Spule auftreffen können. Ob man die Dicke der neuen Isolierschichten 2 stärker oder schwächer oder ebenso stark wie die der übrigen Windungsisolierungen 5 wählt oder ein anderes Dielektrikum verwendet, hängt von der gewünschten Wellengeschwindigkeit ab. In Abweichung von Bekanntem liegen also die hinzugefügten Nachbarwindungen der Anfangswindung (Leerwindungen) nicht zwischen den Hauptwindungen, sondern nur auf den äußeren Seiten der Spule. Sie besitzen auch keine leitende Verbindung mit den Hauptwindungen. Außerdem laufen sie nicht in annähernd derselben Länge wie die Hauptwindungen diesen parallel durch die ganze Spule, sondern sie beschränken sich auf die Umhüllung der Anfangswindungen. Sie enthalten auch keine Energie verzehrenden Mittel (hohen Widerstand o. dgl.), wie dies bei anderen bekannt gewordenen Anordnungen der Fall ist, die die Energie der Hauptwelle schwächen sollen.

Um die Geschwindigkeitsverminderung auf eine bestimmte Größe zu bringen, kann man Form und Abmessungen der Isolierschicht 2 sowie der Leerwindungen 1 verändern, wie es z. B. Abb. 2 zeigt, die Querschnitt und Ansicht einer Spiralspule gibt, deren Leer windungen ι haubenartig ausgebildet sind. · Auf diese Weise ist es möglich, auch die Geschwindigkeit in den auf die erste Windung folgenden Windungen stärker zu beeinflussen. Man kann die Geschwindigkeitsverminderung auch erreichen durch Erhöhung der Zahl der Leerwindungen.

Wenn man mehrere Leerwindungen verwendet, so kann man dieselben entweder durchlaufend wickeln, so daß alle Leerwindüngen hintereinander geschaltet sind, oder aber jede einzelne von ihnen oder mehrere als aufgeschnittene Ringe ausführen, so daß die einzelnen Ringe voneinander isoliert sind.

Da die Leerwindungen den Betriebsstrom nicht führen, so brauchen sie auch nicht für diesen dimensioniert zu sein. • Was im vorstehenden für einlagige Spiralspulen beschrieben ist, läßt sich sinngemäß auch auf jede andere Spulenform, also auch auf mehrlagige Spulen anwenden. Stets wird es darauf ankommen, die freien Seiten durch Leerwindungen abzudecken.

Auch kann man die Anordnung gemäß der Erfindung in Verbindung mit den oben angeführten Mitteln der Schwächung der Eigenkapazität der Spule oder Vergrößerung ihrer Erdkapazität verwenden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Drosselspule zum Schütze gegen Wanderwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die betriebsmäßig stromführenden Anfangswindungen oder auch die Anfangs- und Endwindungen der Spule an ihren freien Seiten mit einer oder mehreren mit der Hauptspule nicht leitend verbundenen, vom Betriebsstrom nicht durchflossenen Nachbarwindungen (Leerwindungen) versehen sind, zum Zwecke der Herabsetzung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Wanderwellen innerhalb der Anfangswindungen der Spule und daraus sich ergebender Abflachung des aus dem Spulenende tretenden Ladestoßes.
2. 2. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerwindungen entweder zum Teil oder sämtlich aus gegeneinander isolierten aufgeschnittenen Ringen bestehen.
3. 3. Drosselspule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Abmessungen der Leerwindungen so ausgebildet sind, daß sie eine oder mehrere Betriebswindungen haubenartig überdecken.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.