DE642824C - Device for extinguishing the arc of metal vapor valves switched on in direct current networks to protect them by means of capacitors connected parallel to the arc by spark gaps - Google Patents

Device for extinguishing the arc of metal vapor valves switched on in direct current networks to protect them by means of capacitors connected parallel to the arc by spark gaps

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DE642824C
DE642824C DEA60534D DEA0060534D DE642824C DE 642824 C DE642824 C DE 642824C DE A60534 D DEA60534 D DE A60534D DE A0060534 D DEA0060534 D DE A0060534D DE 642824 C DE642824 C DE 642824C
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

Für 'das Löschen des Lichtbogens in Metalldampfventilen sind Einrichtungen bekannt, bei· welchen zum raschen Einschalten von Kondensatoren, mit oder lohne Vorspannung, parallel zum Lichtbogen Furikenstrecken diemen. Die Zündung der Funkenstrecken erfolgt dabei durch einen Zündtransformator, dessen sekundäre Zündwicklung im Entladekreis des Kondensators liegt, und zwar in Reihe mit der Funkenstrecke. Für die Wirksamkeit'einer solchen Einrichtung ist es wichtig, daß der Entlade- oder Ladestrom des Kondensators leinen möglichst großen Scheitelwert erreicht. Aus diesem Grunde muß der Entladekneis des Kondensators möglichst geringen Widerstand und verschwindend kleine Induktivität besitzen. Da sich nun bei den beschriebenen Einrichtungen die Zündwicklung des Zündtransformators für die Funkenstrecke im Entladekreis des Kondensators befindet, muß dieselbe durch eine besondere Vorrichtung im Moment des Zündens der Funkenstrecke überbrückt werden. Diese Überbrückung der Zündwicklung kann durch leine dritte Elektrode erzielt werden, welche in dem Bereich des Funkens der Funkenstrecke angebracht ist. Der durch die Zündwicklung gezündete Lichtbogen wird dann durch elektromagnetische Blasung mit dieser dritten Elektrode in Berührung gebracht. Die Erfahrung hat nun aber gezeigt, daß zum Verschieben eines Lichtbogens durch elektromagnetische BIa- * sung bedeutend mehr Zeit beansprucht wird als zum Zünden einer Funkenstrecke. Dieser Nachteil wird sich besonders stark bemerkbar machen, wenn ein Metalldampfventil mit Kondensator als Überstromschutz für Hochspannungsgleichstromanlagen verwendet wird. Da infolge der hohen Spannung die Elektroden der Funkenstrecke weit voneinander entfernt werden müssen, wird für das Verschieben des Lichtbogens ,an die dritte Elektrode eine größere Zeit benötigt. Jeder Zeitverlust bedeutet aber ein weiteres Anwachsen des Kurzschlußstromes. Die Vergrößerung der Blasgeschwindigkeit durch Verstärken des Blasfeldes kann nicht zu weit getrieben werden, da sonst die Gefahr besteht, daß der Lichtbogen erlischt, bevor er die dritte Elektrode erreicht hat.For 'extinguishing the arc in metal vapor valves devices are known in which for rapid switching on of Capacitors, with or without bias, parallel to the arc furiken sections diemen. The spark gaps are ignited by an ignition transformer whose secondary ignition winding is in the discharge circuit of the capacitor, in series with the spark gap. For the effectiveness of one In such a device it is important that the discharge or charge current of the capacitor A maximum possible peak value is reached. For this reason, the discharge point of the Capacitor have the lowest possible resistance and negligible inductance. Since the ignition winding of the ignition transformer for the spark gap in the discharge circuit of the capacitor, the same must be through a special device be bridged at the moment the spark gap is ignited. This bridging the Ignition winding can be achieved by placing a third electrode in the area the spark of the spark gap is attached. The one ignited by the ignition winding The arc is then created by electromagnetic blowing with this third electrode brought into contact. But experience has shown that to move one Electromagnetic biasing of the arc takes up significantly more time than to ignite a spark gap. This disadvantage is particularly noticeable make if a metal vapor valve with capacitor as overcurrent protection for high voltage DC systems is used. Because of the high voltage, the electrodes of the spark gap are far apart will need to move the arc to the third electrode needs more time. However, every loss of time means a further increase in the short-circuit current. Increasing the blowing speed by increasing the blowing field cannot be taken too far, otherwise there is a risk that the arc will extinguish before it reaches the third electrode has reached.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die leitende Verbindung zwischen zwei in dem Entladekreis der Kondensatoren liegenden Funkenstrecken, die durch eine außerhalb des Entladestromkreises liegende Zündwicklung 'eines Zündtransformators zum Zünden gebracht werden, über die Zündwicklung des Zündtransformators mit dem positiven oder negativen Leiter des Gleichstromnetzes verbunden ist.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the conductive connection between two in the discharge circuit the capacitors lying spark gaps caused by an outside of the discharge circuit ignition coil lying flat 'of an ignition transformer can be ignited, Via the ignition winding of the ignition transformer with the positive or negative conductor of the direct current network is connected.

In der Zeichnung sind in Fig. 1 .'und 2 Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the drawing, FIGS. 1 and 2 show exemplary embodiments of the invention shown.

In Abb. ι sind die beiden Gleichstromleitungen einer Hochspannungsgleichstromanlaga mit ι und 2 bezeichnet. 3 ist das als Überstromschutz dienende Ventil, zu welchem de¥" Kondensator 5 über die Funkenstrecken 6 und 12 parallel geschaltet wird. Der Zündtrarisi formator4 besitzt drei Wicklungen. Die Pri%: märwicklung 4« ist vom Hauptstrom durchflossen, 4Ä ist die Zusatzerregerwicklung, durch welche der Transformator zusätzlich im Gegensinne zur Wicklung 4" magnetisiert wird, um ein Ansprechen der Funkenstrecken bei Belastungsstößen innerhalb des Normalstrombereiches zu verhindern. Die Zündwicklung für die Funkenstrecke ist mit 4C bezeichnet. Das Leiterstück zwischen den beiden Funkenstrecken 12 und 6 und damit je eine Elektrode derselben ist über den Widerstand 13 und die Zündwicklung äf mit dem Minusleiter des Netzes verbunden. Bei Normalbetrieb herrscht an den Hörnern der Funkenstrecke 12 die volle Betriebsspannung des Gleichstromnetzes, an der Funkenstrecke 6 dagegen ist keine Spannung vorhanden, weil ihre andere Elektrode ebenfalls über den Widerstand 16 mit der negativen Leitung in Verbindung steht. Beim Auftreten eines Überstromes wird durch die in der Wicklung 4C induzierte Spannung das Potential des Leiterstückes zwischen den Funkenstrecken 12 und 6 unter das Potential der Minusleitung des Netzes abgesenkt, wodurch der Überschlag an der Funkenstrecke 12 eingeleitet wird. Durch den hierbei entstehenden Lichtbogen an der Funkenstrecke 12 wird die eine Elektrode der Funkenstrecke 6 mit dem Plusleiter des Netzes verbunden, so daß nunmehr auch die Funkenstrecke 6 anspricht und der Kondensator 5 parallel zum Ventil 3 gelegt wird. Um den Lichtbogen an der Funkenstrecke 12 auszulöschen, welcher nach erfolgter Entladung des Kondensators S durch den Reststrom von der Plusleitung über Funkenstrecke 12, Widerstand 13, Wicklung 4C nach der Minusleitung evtl. erhalten bleiben kann, wird die Funkenstrecke 12 mit Hörnern und einer Blasspule 11 versehen." Um auch bei hohen Spannungen das Löschen der Hörner zu sichern, wird in deren Bereich eine Hilfselektrode 14 angebracht, welche über einen Kondensator 15 mit dem einen Horn in Verbindung steht. Sobald der aufsteigende Lichtbogen die Elektrode 14 berührt, wird er zum Teil durch den Kondensator 15 kurzgeschlossen, wodurch dieser Teil des Lichtbogens erlischt. Zwischen der Elektrode 14 und dem anderen Horn bleibt der Lichtbogen nur so ■ lange besteben, bis der Kondensator 15 aufgeladen ist. Die Blasspule 11 dient zugleich ■•auch als Drosselspule und verhindert, daß im y.Kurzschlußfall ein zu großer Ausgleichstrom 'In : der Wicklung 4* fließen kann, wodurch y.die zum Zünden der Funkenstrecken nötige Spannung vernichtet würde.In Fig. Ι the two direct current lines of a high-voltage direct current plant are denoted by ι and 2. 3 is serving as overcurrent protection valve, is at which de ¥ "capacitor 5 via the radio link 6 and 12 connected in parallel formator4 The Zündtrarisi has three windings Pri%:.. Märwicklung 4" is traversed by the main flow, 4 Ä is the additional excitation winding, through which the transformer is additionally magnetized in the opposite direction to the winding 4 ″ in order to prevent the spark gaps from responding in the event of load surges within the normal current range. The ignition winding for the spark gap is labeled 4 C. The conductor piece between the two spark gaps 12 and 6, and thus one electrode each, is connected to the negative conductor of the network via the resistor 13 and the ignition winding äf. During normal operation, the horns of the spark gap 12 have the full operating voltage of the direct current network, while there is no voltage at the spark gap 6 because its other electrode is also connected to the negative line via the resistor 16. When an overcurrent occurs, the voltage induced in the winding 4 C lowers the potential of the conductor section between the spark gaps 12 and 6 below the potential of the negative line of the network, whereby the flashover at the spark gap 12 is initiated. The resulting arc at the spark gap 12 connects one electrode of the spark gap 6 to the positive conductor of the network, so that the spark gap 6 now also responds and the capacitor 5 is placed parallel to the valve 3. In order to extinguish the arc at the spark gap 12, which after the capacitor S has discharged due to the residual current from the positive line via spark gap 12, resistor 13, winding 4 C to the negative line, the spark gap 12 is provided with horns and a blowing coil 11. "In order to ensure the erasure of the horns even at high voltages, an auxiliary electrode 14 is attached in the area thereof, which is connected to one horn via a capacitor 15. As soon as the rising arc touches the electrode 14, it becomes the Partly short-circuited by the capacitor 15, which extinguishes this part of the arc. The arc only remains between the electrode 14 and the other horn until the capacitor 15 is charged. The blowing coil 11 also serves as a choke coil and prevents that in the yth case of a short circuit, too high an equalizing current 'In: of the winding 4 * can flow, causing ythie to ignite the voltage required for spark gaps would be destroyed.

Wie Fig. 2 zeigt, kann die Zündwicklung 41' anstatt mit der Minusleitung auch mit der Plusleitung des Netzes verbunden werden. In diesem Falle herrscht bei Normalbetrieb an der Funkenstrecke 12 die Potentialdifferenz Null, an der Funkenstrecke 6 aber die volle Betriebsspannung. Beim Ansprechen des Überstromschutzes wird infolgedessen die Funkenstrecke 6 vor 12 gezündet.As FIG. 2 shows, the ignition winding 4 1 ′ can also be connected to the positive line of the network instead of the negative line. In this case, during normal operation, there is a potential difference of zero at the spark gap 12, but the full operating voltage at the spark gap 6. When the overcurrent protection responds, the spark gap 6 is ignited before 12.

In der Fig. 2 ist ein Beispiel dargestellt, in welchem die Zündwicklung 4C zugleich auch als Erregerwicklung für die zusätzliche Magnetisierung des Zündtransformators verwendet wird. In diesem Beispiel ist ferner die Zündwicklung 4C mit der Plusleitung des Netzes verbunden, dementsprechend spricht die Funkenstrecke 6 zuerst an und ist darum mit Hörnern und Blasspule versehen. Im übrigen ist die Arbeitsweise dieser Anordnung dieselbe wie in Fig. 1.In FIG. 2, an example is shown in which the ignition winding 4 C is also used as an excitation winding for the additional magnetization of the ignition transformer. In this example, the ignition winding 4 C is also connected to the positive line of the network, accordingly the spark gap 6 responds first and is therefore provided with horns and a blowing coil. Otherwise, the operation of this arrangement is the same as in FIG. 1.

Claims (2)

85 Patentansprüche:85 claims: 1. Einrichtung zum Löschen des Lichtbogens von in Gleichstromnetzen zu deren Schütze eingeschalteten Metall dampf ven tilen durch von Funkenstrecken parallel zum Lichtbogen geschaltete Kondensatoren, wobei in den Entladekreis der Kondensatoren mindestens zwei Funkenstrecken durch eine außerhalb des Entladestromkreises liegende Zündwicklung eines Zündtransformators zum Zünden gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbindung zwischen zwei Funkenstrecken (12, 6) über die Zündwicklung (4C) des Zündtransformators (4) mit dem positiven oder dem negativen Leiter (1) des Gleichstromnetzes verbunden ist und daß der eine Belag des Löschkondensators (5) dauernd in leitender Verbindung mit der Kathode des Ventils (3) steht.'1. Device for extinguishing the arc of metal vapor valves connected to their contactors in direct current networks by capacitors connected parallel to the arc by spark gaps, with at least two spark gaps being ignited in the discharge circuit of the capacitors by an ignition coil of an ignition transformer located outside the discharge circuit, characterized in that the conductive connection between two spark gaps (12, 6) is connected to the positive or negative conductor (1) of the direct current network via the ignition winding (4 C ) of the ignition transformer (4) and that one of the surfaces of the quenching capacitor (5 ) is in permanent contact with the cathode of the valve (3). ' 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen der durch die Zündwicklung gezündeten Funkenstrecke (12 bzw. 6) durch einen Kondensator (15) teilweise überbrückt wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the arc the spark gap (12 or 6) ignited by the ignition winding through a Capacitor (15) is partially bridged. Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings
DEA60534D 1931-01-30 1931-01-30 Device for extinguishing the arc of metal vapor valves switched on in direct current networks to protect them by means of capacitors connected parallel to the arc by spark gaps Expired DE642824C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1148618B (en) * 1953-03-25 1963-05-16 Siemens Ag Arrangement to create favorable switch-off conditions for electrical switches

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