DE665870C - Schutzschaltung fuer Stromrichter - Google Patents

Description

• Schutzschaltung für Stromrichter Die Erfindung bezieht sich auf gittergesteuerte Gas- oder DampfentladungsgefäBe. Bei solchen Gefäßen, vor allem von Gleichrichtern größerer Leistung oder Hochspannungsgleichrichtern, die örtlich voneinander getrennt aufgestellt sind und bei denen die Verbindung zwischen Entladungsgefäßen und Speisetransformator über mehr oder weniger lange Kabel erfolgt, führt die Kapazität der Anodenzuleitungskabel gegen Erde und die verteilte Erdkapazität der Transformatorwicklung zu einem nach Einsatz eines Lichtbogens außerordentlich steilen Stromanstieg, der zu hochfrequenten Schwingungen in den an das Gefäß angeschlossenen Leitungen Veranlassung geben kann.
• Zur Erläuterung des Zustandekommens dieses Stromanstieges und zur Erläuterung der gemäß der Erfindung vorzusehenden Mittel zur Vermeidung desselben, wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in welcher gleichzeitig eine besondere Ausführungsform von zur Verhinderung des steilen Stromanstieges dienenden Einrichtungen dargestellt ist.
• In der Zeichnung bedeutet io ein Eisengleichrichtergefäß mit den Anoden ii bis 13, deren jede ein Steuergitter 14 bis 16 besitzt. Die Anoden sind über Widerstände 17 und Drosselspulen 18 an die Klemmen der Sekundärwicklung ig eines Transformators angeschlossen, dessen Primärwicklung in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht mit dargestellt ist. Der Gleichstromverbraucher ist über die Leitungen 2o und 21 einer seits an die Kathode des Gefäßes io, anderer seits an den Sternpunkt der Sekundärwicklung ig angeschlossen. Die Verbindung zwischen den Klemmen des Transformators und den Anoden ii bis 13 möge aus Kabeln 22 bis 2¢ bestehen, wobei die Kapazität der Kabelseele gegen den geerdeten Kabelmantel durch die punktiert gezeichneten Kondensatoren 25 bis 27 angedeutet ist. Die Belastung des Gleichrichters ist durch einen Ohmsehen Widerstand 3o dargestellt, dessen an die Kathode angeschlossene Klemme über eine Leitung 28 geerdet ist. Die Verbindungsleitung 2o zwischen der Gleichrichterkathode und dem Belastungswiderstand 30 möge als Freileitung oder als Kabel ausgeführt sein. Ein parallel zur Belastung 30 liegender Kondensator, welcher zur Oberwellenbeseitigung dient, ist mit 31 bezeichnet, die Gleichstromglättungsdrosselspule mit 32.
• Das Zustandekommen des bereits eingangs erwähnten steilen Stromanstieges nach Zündung des Lichtbogens erklärt sich nun folgendermaßen: Es sei angenommen, daß die an den Steuergittern 1q. bis 16 liegende Spannung der zugeordneten Anodenspannung um etwa go nacheilen möge. Der Gleichrichter liefert unter diesen Umständen bekanntlich an die Gleichstromleitungen 2o, 21 eine Spannung von etwa der Hälfte der "maximal möglichen Gleichspannung. Jede der Anoden ii bis 13 befindet sich dabei kurz vor dem Einsetzen des betreffenden Lichtbogens auf einem Potential gegenüber der Kathode, welches gleich dem gesamten an der zugehörigen Phase der Sekundärwicklung i9 liegenden Augenblickswert der Spannung ist. Kurz bevor beispielsweise der Lichtbogen zwischen der Anode il und der Kathode des Gleichrichters einsetzt, besteht zwischen dieser Anode und der Kathode des Gleichrichters eine sehr erhebliche Spannung. Die Kapazität des zugehörigen Anodenzuleitungskabels, d. h. der Kondensator 25, ist dabei auf diese Spannung aufgeladen. Im Augenblick der Zündung sinkt nun das Potential der Anode ii auf einen Wert, der sich von dem Potential der Kathode nur noch durch den geringen Lichtbogenspannungsabfall unterscheidet. Die Kapazität des Anodenzuleitungskabels, d. h. der Kondensator 25, wird somit bei Zündung des Lichtbogens über die Kathodenzuleitung 2o, deren Erdungsleitung 28 bzw. über die Kapazität 29 des Kathodenkabels kurzgeschlossen und entlädt sich somit, wobei der anfängliche Entladestrom einen außerordentlich hohen Wert annehmen kann, da der indem Entladestromkreis vorhandene Widerstand nur gering ist. Bei der durch den Kondensator 25 schematisch dargestellten Kapazität des Anodenzuleitungskabels 22 ist der Entladestromkreis der folgende: Linke Belegung des Kondensators 25, Anode i i, Kathode des Gleichrichters io, Kathodenleitung 2ö, Erdungsleitung 28, Erde, rechte Belegung des Kondensators 25 oder Kathodenkabel 2o, Kapazität 2g des Kathodenkabels gegen Erde, rechte Belegung des Kondensators 25. Wenn man nun, wie durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen wird, in diesen Entladestromkreis Widerstände 17 oder Drosselspulen 18 oder Kombinationen von solchen einschaltet, so wird der Maximalwert des Entladestromes bzw. seine Stirnsteilheit vermindert. Die Widerstände und Drosselspulen können ohne Schwierigkeit derart bemessen werden, daß sie die erwähnte Wirkung haben, ohne dabei die über die Anoden fließenden Betriebsströme nennenswert zu beeinflussen. Die Stirnsteilheit des vom Transformator gelieferten Hauptstromes ist wegen der Streuinduktivität der letzteren bei den gebräuchlichen Konstruktionen von Niederspannungstransformatoren klein gegenüber derj enigen des Kabelentladestromes. Bei Hochspannungstransformatoren wirkt die verteilte Erdkapazität der Sekundärwicklung in derselben Weise ungünstig wie die Kabelkapazität, und es kann daher die Höhe und Stirnsteilheit des Entladestromes dieser verteilten Kapazität ebenfalls mit den erwähnten Mitteln vermindert werden.
• Wenn statt der kathodenseitigen Anschlußk'.emme der Belastung deren transformatorseitiger Anschluß geerdet. ist, verläuft der Entladestrom der Anodenstomkreise entweder über die Kapazität 29 des Kathodenkabels oder über die Kapazität 31, welche zur Oberwellenbeseitigung etwa der Belastung 30 parallel geschaltet ist, und den Erdungspunkt der oberen Seite der .Belastung.
• Statt an der in der Zeichnung angegebenen Stelle können die Widerstände, Drosselspulen bzw. Kombinationen von solchen auch in die Erdungsleitung der Kathode eingeschaltet sein.
• Die Drosselspulen 18 werden zweckmäßig als Luftdrosselspulen ausgeführt, da bei Eisendrosselspulen die Kapazität der Wicklung gegen den Eisenkern unter Umständen einen kapazitiven Kurzschluß der Drossel bewirkt und ihre Induktivität für Hochfrequenz daher möglicherweise unwirksam ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzschaltung zur Begrenzung der durch starke Zündverzögerung bedingten Entladungsströme der Erdkapazitäten der Kabel, die zwischen Transformator und gittergesteuertem Stromrichtergefäß eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hauptentladungsstromkreise kapazitätsarme Induktivitäten oder Widerstände oder Kombinationen von beiden eingefügt sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (17) und Drosselspulen (18) zwischen die Anoden und die Anodenzuleitungen oder zwischen die Kathode und die Kathodenzuleitung eingeschaltet sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspulen (i8) als Luftdrosseln ausgebildet sind. -4.. Schaltungsanordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (17) und die Drosselspulen (18) derart bemessen sind, daß die Kapazität der Anodenstromleitungen aperiodisch entladen wird.