DE528599C - Schutzeinrichtung fuer elektrische Stromkreise - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AU
8. JULI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 528599 KLASSE 21c GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

Schutzeinrichtung für elektrische Stromkreise Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. September 1930 ab

ist in Anspruch genommen.

Es sind Sicherungen bekannt, die sich besonders zum Unterbrechen von Wechselströmen eignen und solche, die vorzugsweise zum Unterbrechen von Gleichströmen geeignet sind. Wenn nun Stromkreise sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom gespeist werden, dann könnte je nach der Art der gerade aufgedrückten Spannung die eine oder andere Sicherung eingelegt werden.

Nicht mehr möglich ist dieses Verfahren in Stromkreisen, in denen beide Stromarten gleichzeitig in Form von Gleichströmen mit übergelagerten Wechselströmen auftreten. Eine Schutzeinrichtung, die in allen Fällen unabhängig von der verwendeten Stromart eine gefahrlose Unterbrechung ermöglicht und keinerlei Umschaltung erfordert, wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß Sicherungen, die vorzugsweise zum Abschalten von Gleichstrom dienen und besondere Sicherungen, die vorzugsweise zum Abschalten von Wechselströmen geeignet sind, in Reihe zueinander geschaltet werden.

Als ein Anwendungsgebiet der Erfindung kommt die Stromzuleitung von elektrischen Lokomotiven in Betracht, welche einmal mit Wechselstrom, der von der Oberleitung oder von einer Stromschiene abgenommen wird, gespeist werden und welche auch zum Anschluß an eine Gleichstromquelle eingerichtet sind. In der Abbildung ist die Schaltung einer derartigen Lokomotive dargestellt. Die Lokomotive 1 wird über Stromabnehmer 2 und die Fahrleitung 3 gespeist. Zwei hintereinandergeschaltete Sicherungen 4 und 5 sind einerseits mit dem Stromabnehmer, andererseits mit den Klemmen eines Umschalters 6 verbunden, über den der Strom einmal unmittelbar oder, bei Umlegen aus der gezeichneten Stellung auf die Kontakte 8, über den Transformator 9 zu den Motoren 7 geleitet wird.

Die Sicherung 4 ist so ausgebildet, daß sie sich vorzugsweise zur Unterbrechung von Gleichströmen eignet. In an sich bekannter Weise besteht sie aus einem Schmelzdraht, der in einem Vakuumgefäß angeordnet ist. Mindestens eine der als Schmelzdrahthalter ausgebildeten Elektroden besteht aus einem schwer schmelzbaren Metall, wie Wolfram z. B;,. Namentlich bei der Wahl von Wolfram für die Kathode wird dadurch eine Kathodenfleckemission vermieden, welche bei Metallen, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als Wolfram besitzen, auftreten kann und einen Elektrodenfluß zwischen den Schmelzdrahthaltern nach dem Durchbrennen des Schmelzdrahtes hervorruft, bis die Kathode sich unter die zu einer Emission erforderliche Temperatur abgekühlt hat.

Claims (4)

Die Sicherung S, die zur Unterbrechung von Wechselstrom dienen soll, besteht ebenfalls aus Schmelzdraht, der in einem Hochvakuumgefäß angeordnet ist. Die Schmelzdrahthalter sind aber liier in an sich bekannter Weise aus einem Metall ausgeführt, welches einen viel niedrigeren Schmelzpunkt besitzt und welches zu einer Kathodenfleckemission geeignet ist. Als derartige Metalle ίο kommen Kupfer, Silber, Nickel, auch Aluminium in Betracht. Das verhältnismäßig weiche Metall der Elektrode, welche zufällig Kathode ist, bewirkt, daß der Strom nach dem Durchbrennen des Schmelzstreifens zu der anderen Elektrode, d. h. der Anode, fließt als Folge einer Kathodenfleckemission, bis der Strom am Ende einer Halbperiode durch Null gehl und dann die Anode, welche jetzt Kathode wird, infolge ihrer niedrigeren Temperatur und ihrem verhältnismäßig niedrigen Spannungsgradienten an ihrer Oberfläche zur Erzeugung einer Kathodenfleckemission und zur Aufrechterhaltung des Stromflusses nicht mehr befähigt ist. Der Strom wird also £5 beim ersten Nulldurchgang unterbrochen. Eine Zündung kann nicht wieder stattfinden, da die zur Aufrechterhaltung einer Kathodenfleckemission erforderlichen Bedingungen nach der Halbperiode nicht mehr vorhanden sind, während welcher kein Elektronenfluß zwischen den Schmelzdrahthaltern aufrechterhalten wird. Durch die Einrichtung wird also erreicht, daß beim Auftreten eines Überstromes, gleichgültig welcher Art, in dem Stromkreis jederzeit die zum Unterbrechen am besten geeignete Sicherung vorhanden ist. Dies ist sehr wichtig, da ein und dieselbe Sicherung nicht-Gleich- und Wechselstrom mit derselben Sicherheit unterbrechen kann. Nehmen wir nun an, daß beim Anschluß des im Ausführungsbeispiel dargestellten Motors 7 an ein Gleichstromnetz die Schmelzdrähte beider Sicherungen 4 und 5 durch· brennen. In der Wechselstromsicherung wird dann eine Kathodenfleckemission erzeugt, welche einen Elektronenfluß zur Anode so lange aufrechterhält, bis der Strom seine Richtung umkehrt. Diese Sicherung ist daher zur Unterbrechung von Gleichstrom nicht geeignet. Die andere Sicherung dagegen, deren Kathode, aus schwer schmelzbarem Metall ist, wird die Bildung einer Kathodenfleckemission verhüten. Auch wenn die Temperatur der schwer schmelzbaren Kathode beim Durchbrennen des Schmelzstreifens einen Wert annimmt, der eine Elektronenemission hervorruft, dann wird doch die rasche Abkühlung eine weitere Emission verhüten und den Strom zwischen den Schmelzdrahthaltern unterbrechen. Beim Unterbrechen von Wechselstrom dagegen wird die Wechselstromsicherung beim ersten NuIldurchgang bereits unterbrochen, da eine HaIbperiode, während welcher die ursprüngliche Kathode zur Anode wird, ausreicht, um den Elektronenfluß so weit zu vermindern, daß eine Wiederzündung nicht möglich ist. Ι!Λ T Ii N T ANSPRUCH E :

1. Schutzeinrichtung für elektrische Stromkreise, die zur Speisung sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom eingerichtet sind oder m denen gleichzeitig beide Stromarten auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß Sicherungen, die vorzugsweise zum Abschalten von Gleichstrom .dienen und besondere Sicherungen, die vorzugsweise zum Abschalten von Wechselströmen geeignet sind, in Reihe zueinander eingeschaltet sind.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis Sicherungen für Gleichstrom und besondere für Wechselstrom, bei denen jeweils ein Schmelzstreifen im Vakuum angeordnet ist, in Reihe zueinander eingeschaltet sind.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung für Gleichstrom in an sich bekannterWeise Schmelzdrahthalter aus einem Material relativ hohen Schmelzpunktes, wie z. B. Wolfram, die Sicherung für Wechselstromschmelzdrahthalter aus einem Material relativ niedrigen Schmelzpunktes, wie z. B. Nickel, besitzen.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in Stromzuleitungen elektrischer Lokomotiven.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen