DE473336C - Anordnung zur Begrenzung oder Verminderung des Stromes in einem Teil eines Leitungsnetzes durch Einschaltung eines Nebenschlusses zu dem zu schuetzenden Netzteil - Google Patents

Description

• Anordnung zur Begrenzung oder Verminderung des Stromes in einem Teil eines Leitungsnetzes durch Einschaltung eines Nebenschlusses zu dem zu schützenden Netzteil Zusatz zum Patent 442 763 Das Patent 442 763 betrifft eine Anordnung zur Begrenzung oder Verminderung des Stromes in einem Teil eines Leitungsnetzes durch Einschaltung eines Nebenschlusses zu dem zu schützenden Netzteil, bei der das Steuermittel für die Einschaltung oder die Regelung derart angeordnet ist, daß es durch die Zeitableitung des Stromes oder der Spannung oder beider in dem zu schützenden Netzteil beeinflußt wird. Als selbsttätige Stromschalter kommen dabei Stromschalter mit mechanisch beweglichen Teilen zur Anwendung, wobei das Hauptaugenmerk darauf gerichtet ist, eine schnelle Schließung des Stromkreises zu erhalten.
• Die Erfindung bringt nun eine weitere Verbesserung und Ausgestaltung der Anordnung gemäß dem Hauptpatent, indem in besonderer Weise Funkenstrecken verwandt werden, wobei bewegliche Teile vermieden werden und die Einschaltzeit wesentlich vermindert wird. Bisher wurden Funkenstrecken oft als Einschaltmittel z. B. bei überspannungsschutz wie auch für andere Zwecke verwendet, wobei jedoch die Wirkung der Funkenstrecke von einem Spannungsanwachsen als primäre Ursache abhängig war. Die Verwendung von Funkenstrecken als Überstromschutz bei einem Stromanwachsen als primäre Ursache bedeutet dagegen eine Neuerung. Diese Neuerung mag vielleicht beim ersten Anblick unmöglich oder widerspruchsvoll erscheinen, da ein Anwachsen des Stromes gewöhnlich von einer Verminderung der Spannung begleitet wird. Die Anordnung wird auch erst durch Einführen gewisser Hilfsvorrichtungen möglich, die in Verbindung mit den Funkenstrecken arbeiten. Zur Veranschaulichung der Arbeitsweise dieser Vorrichtungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung im folgenden beschrieben und in der Zeichnung schematisch dargestellt.
• In Abb. i herrscht eine Spannung zwischen den Punkten i und 3, welche einen Strom durch einen Belastungsgegenstand a treibt. Zwischen den Punkten q. und 5 ist eine Funkenstrecke 6 gegebenenfalls in Reihe mit einer Impedanz io eingeschaltet. Die Funkenstrecke ist mit einer Hilfselektrode 7 versehen, die von einem Spannungswandler 9 gespeist wird. Dieser wird von einem in der Hauptleitung eingeschalteten induktiven Widerstand 8 mit einer Induktanz L gespeist. Zwischen den Enden von 8 herrscht in jedem Augenblick eine Spannung gleich dem Proclukt der Induktanz und der Zeitableitung des Stromes, d. h. und zwischen den Sekundärklemmen des Spannungswandlers wird auch eine damit proportionale Spannung herrschen. Durch geeignete Wahl der Größe der Induktanz, der Ausführung des Spannungswandlers und der Einstellung .der Funkenstrecke und Hilfselektrode kann man erreichen, daß bei einer gewissen Stromsteigerung die Hilfselektrode ein Überschlagen in der Funkenstrecke einleitet, so daß ein Stromzweig 4, 6, 5 im Nebenschluß zum Stromzweig4, 2, 5 eingeschaltet wird. Der zwischen i und 3 fließende Strom wird sich also auf diese beiden Bahnen verteilen. Man hat die Möglichkeit, durch eine geeignete Wahl der Impedanz 1o den durch den Belastungsgegenstand fließenden Teil des Stromes in gewünschter Weise zu vermindern, solange die Bedingung für das Erzeugen und Erhalten eines Lichtbogens in der Funkenstrecke erfiillt ist. Es sei hierbei bemerkt, daß eine Stromsteigerung im Kreise 4, 2, 5 in der Regel von einer Spannungserniedrigung zwischen 4 und 5 begleitet wird, die auf Spannungsabfällen der Zuleitungen usw. beruht. Selbst wenn diese Spannungsverminderung sehr groß ist, was z. B. bei einem Kurzschluß innerhalb 2 eintreten kann, wirkt die Anordnung in der beschriebenen Weise. Dies hängt davon ab, daß das Überschlagen in der Funkenstrecke von der Hilfselektrode eingeleitet wird und von derjenigen Spannung abhängig ist, die diese Elektrode infolge des Stromanwachsens empfängt, und nicht von der Spannung zwischen 4 und 5. Sobald aber der Lichtbogen entstanden ist, wird er dagegen von letzterer Spannung unterhalten, obgleich diese nur einen geringen Bruchteil der t'berschlagsspannung darstellen kann. Ist z. B. die normale Betriebsspannung zwischen 4. und 5 gleich 1o ooo Volt und die Funkenstrecke auf 8 mm eingestellt, was einer Überschlagsspannung in Luft von etwa 2o ooo Volt entspricht, so ist die Spannung, die zum Unterhalten eines Lichtbogens von z. B. rooo Ampere erforderlich ist, nur von der Größenanordnung 3o bis 4o Volt, d. h. bedeutend weniger als etwa i °/o der Überschlagsspannung. Die Erfindung nutzt u. a. ;diese physikalische Tatsache zur Erreichung der neuen . Wirkung aus.
• Im eben angeführten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Hilfselektrode zum Einleiten des Überschlagens und des Lichtbogens in der Funkenstrecke 6 verwendet. Eine entsprechende Wirkung kann jedoch auch in anderer Weise erzeugt werden, z. B. durch die Ionisierung der Funkenstrecke durch ultraviolette Strahlen oder Röntgenstrahlen oder durch die Erzeugung eines hochfrequenten Stromes in der Funkenstrecke. Wichtig bei diesen an sich bekannten Hilfsvorrichtungen ist, daß ein Lichtbogen in der Funkenstrecke bei einer .gewissen Vergrößerung der Amplitude oder Zeitableitung des Stromes erzeugt wird. Anstatt einer Funkenstrecke können mehrere solche in Reihe oder parallel geschaltet werden. Anstatt der Vereinigung einer Induktion 8 und eines Spannungswandlers 9 zur Betätigung der Ionisierungs- oder Überschlagsvorrirhtung der Funkenstrecke können andere Ausführungen vorkommen. So werden z. B. in Abb. 2 die Teile 8 und 9 durch einen Stromwandler i i mit gewöhnlich offener Sekundärwicklung ersetzt, der die Hilfselektrode 7 mit einer zur Zeitableitung des Stromes proportionalen Spannung speist.
• In den in Abb. i und 2 veranschaulichten Beispielen der Erfindung wird die Veränderung des Hauptstromes unmittelbar zur Beeinflussung der Hilfsvorrichtungen zwecks Zündung des Lichtbogens verwendet. Diese Beeinflussung kann auch mittelbar erfolgen, wie beispielsweise in Abb. 3 .gezeigt wird. Hier wird angenommen, daß ein Anwachsen des Stromes im Kreise, i, 2, 3 eine Verminderung der Spannung zwischen 4 und 5 verursacht. Diese Spannungsverminderung bewirkt ihrerseits ein Überschlagen in der Funkenstrecke. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß zwischen 4 und 5 ein Kondensator 12 und in Reihe damit ein Stromwandler ii, z. B. der in Abb. 2 gezeigten Art, eingeschaltet werden. Wenn die Spannung zwischen und 5 konstant ist, fließt kein Strom durch den Kondensator. Sinkt diese Spannung plötzlich infolge eines Stromstoßes durch 2, so wird im Kondensator ein Strom erzeugt, der proportional zur Zeitableitung der SpannUng ist. Dieser Strom erzeugt mittels des Stromwandlers i i eine auf der Hilfselektrode 7 auftretende Spannung, die das Überschlagen in der Funkenstrecke 6 einleitet. Eine ähnliche mittelbare Wirkung kann auch in anderer Weise erreicht werfen.
• Man kann ferner besondere Vorteile durch Vereinigen zweier oder mehrerer Funkenstrecken mit Zubehör erzielen. Beispielsweise können die beiden in Abb. 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen die .gleichzeitig mit den beiden Funkenstrecken in Reihe geschaltet sind, verwendet wenden. Hierdurch wird die folgende Wirkung erreicht. Die Funkenstrecken schaffen einen Nebenschluß zwischen und 5 nur unter .der Voraussetzung, daß ein hinreichend großes Anwachsen des Strocnes durch i, -2, 3 gleichzeitig von einer hinreichend großen Spannungserniedrigung zwischen 4. und 5 begleitet wird.
• Um die praktische Verwendung der Erfindung zu veranschaulichen, sei angenommen, daß die beiden in Abb. i, 2 und 3 vorkommenden Punkte 4 und 5 die beiden Pole einer Speiseleitung eines gewöhnlichen Kraftnetzes oder einer darin eingeschalteten Vorrichtung, z. B. eines Stromwandlers, eines Reglers o. dgl., darstellen. In solchem Falle kann die Anordnung als ein Schutz gegen zu hohe Kurzschlußstr5me dienen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Begrenzung oder Verminderung des Stromes in einem Teil eines Leitungsnetzes durch Einschaltung eines Nebenschlusses zu dem zu schützenden Netzteil nach Patent 442 763, dadurch gekennzeichnet, d'aß das Steuermittel im ebenschluß aus einer Funkenstrecke besteht, welche Hilfsvorrichtungen (beispielsweise eine durch den an dem in der Hauptleitung liegenden induktiven Widerstand angeschlossenen Spannungswandler gespeiste Hilfselektrode) derart beeinflussen, daß ein Überschlag, wozu in normalem Betriebe eine höhere Spannung als die des betreffenden Teiles des Stromkreises nötig ist, bei einem gewissen Anwachsen der Amplitude oder der Zeitableitung des Stromes oder beider erreicht wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecken zwischen den Polen eines Teiles eines Kraftnetzes, z. B. einer Speiseleitung oder eines anderen Verbrauchers, eingeschaltet sind, um den Kurzschluß in diesem Teile zu begrenzen.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecken z. B. zwischen den Polen einer im Stromkreis in Reihe eingeschalteten Maschine eingesetzt sind, um diese gegen Lfiberstrom zu schützen.