DE642784C

DE642784C - Schutzeinrichtung fuer ueber Gleichrichter gespeiste, eine Gegen-EMK nicht erzeugende Gleichstromverbraucher

Info

Publication number: DE642784C
Application number: DEA67196D
Authority: DE
Inventors: Carl Braband
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-09-21
Filing date: 1932-09-21
Publication date: 1937-03-16

Description

Die Erfindung· bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für über Gleichrichter gespeiste, eine Gegen-EMK nicht erzeugende Gleichstromverbraucher, ' denen ein Kondensator parallel geschaltet ist.

Es ist bereits bekanntgeworden, bei Schaltanlagen dieser Art Vorkehrungen dagegen zu treffen, daß nach der Außerbetriebsietzung der Anlage bei Berührung des Kondensators oder ,seiner Zuleitung durch einen Menschen Lebensgefahr für diesen infolge der im Kondensator aufgespeichert gebliebenen Ladungen {Restladungen) .entsteht. Um dieses zu vermeiden, hat man die Einrichtung so ge-

¹S troffen, daß bei der Außerbetriebsetzung der Anlage bzw. des Gleichrichters der Kondensator vorübergehend, gegebenenfalls selbsttätig, kurzgeschlossen wird. Auch ist angegeben worden, an Stelle dessen dem Kondensator einen Ohmschen Ableitungswiderstand ständig· parallel zu schalten, so daß nach der Außerbetriebsetzung des Gleichrichters die Restladungen des Kondensators über den parallel geschalteten· Ohmschen Widerstand

²S abfließen bzw. sich auegleichen können.

Bei der Erfindung handelt - es sich im Gegensatz dazu um folgendes:- Bei Anlagen der erwähnten Art sind vielfach Verbraucher vorhanden, die gegen das Fließen eines Überstromes bzw. eines Kurzschlußstromes besonders !empfindlich sind, so daß es darauf ankommt, bei Eintreten eines Kurzschlusses im Verbraucher den Stromfluß durch den Verbraucher .hindurch möglichst schnell zu unterbinden. Eine sofortige und sehr schnelle Abschaltung des: Gleichrichters genügt indessen dabei nicht, weil in dem Kondensator eine beträchtliche Energiemenge aufgespeichert ist, die ausreichen würde, um durch ■ den Verbraucher noch eine beträchtliche Zeit lang Strom hindurchzut-reiben. Selbst wenn man den vom Gleichrichter'gelieferten Strom sehr schnell unterbinden kann, was bei gittergesteuerten Gleichrichtern durch vorzugsweise selbsttätiges Anliegen der Steuergitter an Sperrspannung (im Kurzschlußfalle) möglich ist, so würde doch noch einige Zeit lang danach ein beträchtlicher Strom durch! den Verbraucher fließen, für den sozusagen dear Kondensator die Gleichspannungsquelle ist.

Um diesen Nachteil und insbesondere die Gefahr einer Zerstörung des Verbrauchers im Kurzschlußfalle zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung unmittelbar nach. bzw. praktisch gleichzeitig mit der Abschaltung des Gleichrichters der Kondensator über ein par-

Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Carl Braband in Berlin-Wilmersdorf.

allel geschaltetes, gittergesteuertes Entladungsgefäß mit lichtbogenartiger Entladung (Gas- oder Dampfentladungsgefäß) entladen, wobei die Zündung dieses; Entladungsgefäßes mif=? Hilfe seines Steuergitters erfolgt. Mit Hilfe ^

des Steuergitters kann das Einsetzen der Ent ladung dieses Entladungsgefäßes praktisch ohne Leistungsaufwand und trägheitslos und daher mit außerordentiich großer Sehnelligkeit bewirkt werden. Der Entladungsstrom des Gefäßes, dessen Entladung Lichtbogencharakter hat, vermag ohne weiteres seihr große Stromstärken abzuleiten, und zwar bei einem ganz außerordentlich niedrigen Spannungsabfall. In dem Augenblick des Einsetzens der Bogenentladung in diesem Entladungsgefäß können sich also· die Ladungen des Kondensators mit großer Stromstärke über das Entladungsgefäß ausgleichen. Es liegt von dem Augenblick des Einsetzens dieser Bogenentladung an den Klemmen des Kondensators der außerordentlich niedrige Spannungsabfall der Bogenentladung (zwischen Anode und Kathode) des Entladungsgefäßes. Der Stromfluß durch den Verbraucher ist daher augenblicklich unterbunden.

Das Gitter des Entladungsgefäßes, dessen Kathode an die negative und dessen Anode an 'die positive Belegung des Kondensators angeschlossen ist, ist bei ungestörtem Betrieb zweckmäßig an eine Sperrspannung; gelegt, derart, daß durch Abschalten der Sperrspannung von dem Gitter die Bogenentladung in dem Entladungsgefäß einsetzt. Im besonderen kann das Einsetzen der Entladung des Entladungsgefäßes mit Hilfe seines Steuergitters im Störungsfalle selbsttätig erfolgen, indem ein auf dem Kurzschluß im Verbraucher ansprechendes Relais das; Steuergitter des Entladungsgefäßes von der Sperrspannung abtrennt und gegebenenfalls statt dessen 'eine den Entladungseinsatz fördernde Spannung an das Gitter anlegt. Dieses selbsttätige Ansprechen des Entladungsgefäßes ist ohne nachteiligen Aufwand durchführbar, weil 'die Gittersteuerung praktisch keinerlei Leistungsverbrauch erfordert.

Vorzugsweise wird nach der Erfindung die Einrichtung so getroffen, daß im Störungsfalle (Kurzschluß im Verbraucher) das Einsetzen der Entladung ■ in dem Entladungsgefäß mit Hilfe seines Steuergitters durch das auf Überstrom oder Kurzschluß ansprechende Relais bewirkt wird, durch das im Störungsfalle (Kurzschluß im Verbraucher) die Steuergitter des Gleichrichters an Sperrspannung gelegt werden.

Dadurch wird der besondere Vorteil erreicht, 'daß die Unterbindung des vom Gleichdamit die Unschädlichmachung der Kondensatorlädung mit außerordentlich großer Schnelligkeit erfolgt.
cV, Das Einsetzen der Entladung des Entjfeisfdüngsgefäßes kann nach der Erfindung

von dem in den Stromzweig des Kon äensators fließenden Strom abhängig gemacht werden, in der Weise, daß in die Zuleitung zum Kondensator die eine Wicklung eines Hilfstransformators eingefügt ist, dessen andere Wicklung in dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes liegt, und daß der nach Abschaltung des Gleichrichters auftretende Entladestrom des Kondensators eine den Entladungseinsatz in dem Entladungsgefäß hervorrufende Spannung (am Gitter) zur Folge hat.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden beschrieben, die entsprechende Schaltungsanordnung ist in der Abb. 1 der Zeichnung dargestellt.

Mit 10 ist das Gleichrichtergefäß, mit 11 die Sekundärwicklung eines Dreiphasentransformators bezeichnet. In dem Gleichstromkreise des Gleichrichters liegt eine Kathodendrosselspule 12 und der in der Abb. 1 als Ohmscher Widerstand dargestellte Verbraucher 13. Der Kondensator, der parallel zu dem Verbraucher 13 liegt, ist mit 14 bezeichnet. Es ist ferner ein gittergesteuertes, Gas- oder- Dampfentladungsgefäß 15 vorgesehen, dessen Anode an die positive, dessen Kathode an die negative Belegung des Kondensators 14 angeschlossen ist. Das Steuergitter des Gefäßes 15 ist über einen Schalter 16 an den negativen Pol einer Batterie 17 angeschlossen, deren positiver Pol an der Kathode des Gefäßes liegt.

Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Solange sich der Gleichrichter im Betrieb befindet, ist der Schalter 16 geschlossen, und an dem Steuergitter des Gefäßes 15 liegt eine mit Bezug auf seine Kathode negative Spannung. In dem Gefäß 15 findet unter diesen Umständen keine Entladung statt. Wenn der Gleichrichter abgeschaltet werden soll, was nach Wunsch entweder durch Auslegen eines Schalters, im Gleichstromkreise bzw. im Wechselstromkreise geschehen kann no oder auch durch Anlegen eines Sperrpotentials am Steuergitter der Anoden des Gleichrichters 10 zu erreichen ist, wird der Schalter 16 ,geöffnet und somit das Steuergitfler des Gefäßes 15 .von der Batterie 17 abgetrennt. Gegebenenfalls kann auch das Steuergitter an 'eine gegenüber der Kathode des Gefäßes positive Spannung angeschlossen werden. In dem Gefäß 15 setzt dann eine Entladung ein, welche von dem Kondensator 14 gespeist 120· wird, so daß dieser Kondensator sich schnell

richter gelieferten Stromes und zwangsläufig | entlädt, ohne daß dabei der Entladestrom

seinen Weg über den Gleichstromverbraucher 13 nimmt. Der Schalter 16 kann zweckmäßig· von 'demselben auf Überstrom oder auf Kurzschluß ansprechenden Relais betätigt werden, welches die Öffnung des im Gleichstromkreise oder im Wechselstromkreise, des Gleichrichters liegenden Schalters bewirkt bzw. welches an Steuergitter der Anoden des Gleichrichters eine Sperrspannung anlegt.

In der Abb. 2 ist eine weitere Ausfülirungsform der Erfindung .dargestellt. In dieser ist in die eine Zuleitung zum Kondensator 14 die eine Wicklung eines Hilfstransformators 18 eingeschaltet, dessen andere Wicklung in Reihe mit der Batterie 17' in dem Gitterkreis des Gefäßes 15 liegt. Im übrigen ist die Schaltung wie in Abb. 1 dargestellt zu denken.

Wenn im Falle der Abschaltung die Strom-Heferung· des Gleichrichters nach dem Verbraucher 13 unterbrochen wird, steigt der Strom in der linken Wicklung des Hilfstransformators 18 an, da der Kondensator 14 zunächst versucht, sich über den Widerstand 13 zu !entladen. Die Polarität der rechten Wicklung des Transformators 18 sei nun so gewählt, daß die durch diesen Entladesrrom in der rechten Wicklung induzierte Spannung die negative Gittervorspannung der Batterie 17 überwiegt. An dem Steuergitter des Gefäßes 15 .tritt infolgedessen eine resultierende positive Spannung gegenüber der Kathode auf, so -daß die Entladung - einsetzt und

• der Kondensator 14 sich über das Gefäß 15 in kurzer ^Zeit entlädt, wobei der Verbraucher 13 auch schon während dieser Zeit praktisch stromlos ist.

Claims

Patentansprüche:

i· Schutzeinrichtung für über Gleichrichter gespeiste, eine Gegen-EMK nicht 'erzeugende Gleichstromverbraucher, denen ein Kondensator parallel geschaltet ist, insbesondere bei Verwendung eines gittergesteuerten Gleichrichters, dessen Gittern im Falle leines Kurzschlusses im Verbraucher eine Sperrspannung erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach bzw. praktisch gleichzeitig mit der Abschaltung des Gleichrichters (10) der Kondensator (14) über ein parallel geschaltetes, gittergesteuertes Entladungsgefäß (15) mit lichtbogenartiger Entladung entladen wird, wobei die Zündung dieses Entladungsgefäßes (15) mit Hilfe seines Steuergitters erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, 'dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter des Entladungsgefäß es (15), dessen -Kathode an die negative und dessen Anode &g an die positive Belegung des Kondensators angeschlossen ist, bei ungestörtem Betrieb an einer Sperrspannung liegt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein im Störungsfalle (Kurzschluß im Verbraucher) ansprechendes Relais das Steuergitter des. Entladtingsgefäßes (15) von der Sperrspannung abgetrennt und gegebenenfalls an eine den Entladungsieinsatz fördernde Spannung gelegt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Störungsfalle (Kurzschluß im Verbraucher) das Einsetzen der Entladung in dem Entladungsgefäß (15) mit Hilfe seines Steuergitters durch dasselbe auf Überstrom oder Kurzschluß ansprechende Relais bewirkt wird, durch das im Störungsfalle (Kurzschluß im Verbraucher) g₀ die Steuergitter des Gleichrichters an Sperrspannung gelegt werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung zum Kondensator (14) die 'eine Wicklung eines Hilfstransformators (18) eingefügt ist, dessen andere Wicklung in dem Gitterkreis des Entladungsgefäßes (15) liegt, derart, daß der nach Abschaltung des Gleichrichters _go auftretende Entladestrom des Kondensators leine den Entladungseinsatz in dem Entladungsgefäß (15) hervorrufende Spannung zur Folge hat (Abb. 2).

Hierzu 1 Blatt¹ Zeichnungen

Berlin, gedruckt Dt der reichsdrdckerei