DE603831C

DE603831C - Anordnung an in Starkstromkreise, insbesondere in Gleichstromkreise eingeschalteten Sperrketten fuer Oberwellen

Info

Publication number: DE603831C
Application number: DES92975D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-07-24
Filing date: 1929-07-24
Publication date: 1934-10-09

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 603 KLASSE 21 d¹ GRUPPE 72

Sperrketten für Oberwellen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Juli 1929 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung an in Starkstromkreise, insbesondere in Gleichstromnetze' eingeschalteten Sperrketten mit in die Leitung eingeschalteten Selbst-Induktionen (Drosselspulen) und zur Leitung parallel geschalteten Kondensatoren. Diese Sperrketten "haben bekanntlich die Aufgabe, im Starkstromnetz die Ausbildung von unerwünschten höherperiodischen Strömen oder Spannungen zu unterdrücken. Es hat sich dabei gezeigt, daß die Erfüllung dieser Aufgabe durch die Sperrketten darunter leidet, daß die Selbstinduktionen und Kapazitäten der Sperrketten den hohen Strömen und Spannungen des Starkstromnetzes ausgesetzt sind. Diese mit Grundfrequenz bzw. mit Gleichstrom arbeitenden Ströme des Starkstromnetzes bewirken dabei eine unerwünschte Vormagnetisierung der Drosselspulen, ebenso

ao müssen die Kondensatoren für die hohen Spannungen des Starkstromnetzes gebaut werden, worunter ihre Betriebssicherheit leidet und die Kosten außerdem stark erhöht werden. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß entweder die in den Starkstromkreis eingeschalteten Selbstinduktionen oder die zum Starkstromkreis parallel geschalteten Kapazitäten der Sperrketten oder beide von dem Strom bzw. der Spannung des Starkstromnetzes entlastet sind. Die Entlastung von der Spannung des Starkstromnetzes geschieht dabei durch Zwischenschaltung von Transformatoren.

Die Entlastung der Selbstinduktionen von dem Strom des Starkstromnetzes geschieht durch Parallelschaltung von Drosselspulen mit geschlossenem Eisenkern und hoher Induktion und geringem Ohmschen Widerstand.

An sich ist es bereits bekannt, zu in Starkstromnetze eingeschalteten Drosselspulen Widerstände oder Funkenstrecken parallel zu schalten. Es handelt sich dabei aber nicht um eine Vorrichtung, die zum Heraussieben von ständig im Starkstromnetz vorhandenen Oberwellen dient, sondern um eine Schutz-Vorrichtung gegen Überspannungen, die nur gelegentlich infolge Schaltvorgängen o. dgl. auftreten. Die bekannten Drosselspulen sind dementsprechend auch ganz anders bemessen als bei der Anordnung nach der Erfindung. Es ist ferner auch bekannt, Kondensatoren unter Zwischenschaltung eines Transformators an das Starkstromnetz anzuschließen. Dies geschieht aber nur zu dem Zweck, den Kondensator besser auszunutzen, wobei dann S5 der Transformator an der mit den Kondensatoren verbundenen Sekundärwicklung eine höhere Spannung aufweist als an der Primärwicklung. Demgegenüber ist bei der Anordnung nach der Erfindung das Übersetzungs-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Dr.-Ing. e. h. Reinhold Rüdenberg in Berlin-Grunewald.

verhältnis am Transformator gerade umgekehrt. Hier handelt es sich nicht darum, aus dem Kondensator eine möglichst große Blindleistung herauszuziehen. Das wesentliche Problem besteht vielmehr darin, daß man mit Niederspannungskondensatoren auskommt, trotzdem ein Starkstromnetz mit hoher Spannung von Oberwellen befreit wird.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, die sich auf in Gleichstromnetze (Bahnanlagen) eingeschaltete Sperrketten zwecks Unterdrückung der auf Schwachstromleitungen ungünstig einwirkenden Oberwellen beziehen. Gemäß Abb. ι sind die Selbstinduktionen L der in die Gleichstromleitungen ι eingeschalteten Sperrkette dadurch vom Gleichstrom entlastet, daß man den Gleichstrom nicht durch die Drosselspulen L der Sperrkette fließen läßt, sondern durch einen besonderen hochinduktiven Kreis E mit geschlossenem Eisenkern. Der Gesamtstrom verzweigt sich dann derart, daß der Gleichstrom im wesentlichen durch die eisenenthaltenden Selbstinduktionen fließt, die nur geringen Ohms eben Widerstand zu haben brauchen und trotzdem durch den eisengeschlossenen Kreis eine große Sperrwirkung gegen Wechselstrom, besonders solchen höherer Frequenz, besitzen. Die überlagerten Wechselstromquellen dringen daher hauptsächlich in die Luftselbstinduktion L ein, die gemeinsam mit den Kapazitäten C eine Sperrkette bilden, und werden hier verschluckt oder reflektiert. Die Selbstinduktionen L braucht man nunmehr im wesentlichen nur für die übergelagerten Wechselströme zu dimensionieren, wodurch sie klein und billig werden. Die Eisendrosselspule £ wird ebenfalls klein und billig, weil ihre Wirkung durch den geschlossenen Eisenkreis ungeheuer vervielfacht ist.

Die Schaltung nach Abb. 1 ist auch für niederperiodige Starkstromkreise geeignet, um in diesen normale Wechselströme zu unterdrücken. Bei geeigneter Bemessung der Eisendrosselspule E durchfließen lediglich die niederperiodischen Wechselströme die Eisendrosselspule, während die höherperiodischen Wechselströme durch die aus den Luftdrossein und den Kondensatoren bestehende Siebkette zurückgehalten werden.

Die Kondensatoren von Sperrketten in Starkstromkreisen können von der vollen Spannung des Starkstromes entlastet werden, wenn man sie induktiv mit den Leitungen koppelt, ohne daß hierdurch ihre Wirkung gegenüber den überlagerten höherfrequenten Schwingungen gestört wird. Abb. 2 zeigt eine derartige Anordnung. Die Kondensatoren sind nicht direkt zwischen die Leitungen gelegt, sondern sie schließen sich an die Sekundärwicklungen von Transformatoren, die ihrerseits mit der Starkstrom- oder Hochspannungsleitung verkettet sind. Diese Isoliertransformatoren nehmen den größten Teil 6g der Spannung der Kondensatoren von Abb. 1 auf, vor allem die Starkstromspannung, etwa die Gleichspannung einer Bahnanlage, so daß die Kondensatoren nur noch die Spannung der überlagerten Schwingungen zu ertragen brauchen. Die Leistung der Kondensatoren ist erheblich kleiner als die Leistung von Kondensatoren, die unmittelbar, wie in Abb. i, zwischen den Starkstromleitungen eingeschaltet werden. Die Kondensatoren können daher wesentlich kleiner und billiger und mit besserer Ausnutzung für die Sperrwirkung gebaut werden. Wickelt man die Isoliertransformatoren T in Abb. 2 so, daß ausreichende Streuung zwischen ihren beiden Wicklungen vorhanden ist, so enthalten sie gleichzeitig die erforderliche Selbstinduktion, die gemeinsam mit den Kapazitäten die Sperrwirkung hervorruft.

Die Anordnungen nach Abb. 1 und 2 können natürlich kombiniert werden, wodurchman sowohl die Selbstinduktion als die Kondensatoren vom Hauptstrom entlastet.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung an in Starkstromkreise, insbesondere in Gleichstromnetze eingeschalteten Sperrketten für die Beseitigung von Oberwellen, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die in den Starkstromkreis eingeschalteten Selbstinduktionen durch Parallelschaltung von Drosselspulen mit geschlossenem Eisenkern und hoher Induktion und geringem Ohmschem Widerstand von dem Strom des Starkstromnetzes entlastet sind oder die zum Starkstromkreis parallel geschalteten Kapazitäten der Sperrketten durch Zwischenschaltung von Transformatoren von der Spannung des Starkstromnetzes entlastet sind oder sowohl eine Strom- als auch eine Spannungsentlastung für Selbstinduktionen und Kapazitäten vorgesehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliertransformatoren mit großer Streuung ausgeführt sind und derart geschaltet, daß die Selbstinduktion der Streuung die Selbstinduktion der Drosselspulen der Sperrkette ersetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen