DE670932C - Rueckzuendungsschutzanordnung fuer Einrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsstrecken - Google Patents

Rueckzuendungsschutzanordnung fuer Einrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsstrecken

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DE670932C
DE670932C DEA74658D DEA0074658D DE670932C DE 670932 C DE670932 C DE 670932C DE A74658 D DEA74658 D DE A74658D DE A0074658 D DEA0074658 D DE A0074658D DE 670932 C DE670932 C DE 670932C
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/125Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
    • H02H7/127Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers having auxiliary control electrode to which blocking control voltages or currents are applied in case of emergency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

  • Rückzündungsschutzanordnung für Einrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsstrecken Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Umformungseinrichtung, insbesondere Gleichrichteranordnung, mit gittergesteuerten, einanodigen Entladungsgefäßen, die vorzugsweise eine Dampf- oder Gasfüllung und eine Glühkathode besitzen, und ist darauf gerichtet, in derartigen Anordnungen den Entladungsvorgang im Falle des Auftretens einer Rückzündung in einem der Entladungsgefäße zu überwachen und die gespeisten Maschinen o. dgl. vor Schäden zu bewahren.
  • Rückzündungen treten bei mehranodigen Gleichrichtern im allgemeinen zwischen den verschiedenen Anoden auf. Besteht der Gleichrichter dagegen aus einer Anzahl von einanodigen Gefäßen, so geht der Rückzündungslichtbogen zwischen Anode und Kathode des betreffenden Gefäßes über. Im Falle einer Rückzündung muß hier das betroffene Gefäß oder aber die ganze Anordnung so schnell wie möglich abgeschaltet werden, um Schaden zu verhüten.
  • Es ist bei Eisengleichrichtern mit mehreren Anoden bereits bekannt, die Anoden mit Gittern zu versehen, deren Potential in Abhängigkeit von dem Spannungswechsel zwischen der Kathode und der Metallwandung so geändert wird, daß die Gitter beim Auftreten einer Rückzündung eine negative Sperrspannung erhalten. Es hat sich nämlich gezeigt, daß dieser Potentialwechsel zwischen Kathode und Wandung für das Einsetzen der Rückzündung kennzeichnend ist.
  • Die Erfindung betrifft im Gegensatz hierzu Einrichtungen mit einanodigen Gefäßen und steuert hier den Entladungsstrom der gesamten Anlage selbsttätig in Abhängigkeit vom Auftreten einer Rückzündung in einem der Gefäße. Den Steuergittern der verschiedenen Gefäße des Umformers wird bei Einrichtungen gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise eine negative Gleichspannung aufgedrückt, der eine Wechselspannung zur Steuerung der Entladung während. des normalen Betriebes der Anlage überlagert ist, die vorzugsweise eine spitze Wellenform besitzt. Die Erfindung sieht nun die nachstehend angegebenen besonderen Mittel vor, durch die im Falle einer Rückzündung diese Steuerwechselspannung zum Verschwinden gebracht wird, so daß die negative Gittervorspannung allein wirksam bleibt und das Entladungsgefäß sperrt. In jedem der Entladungsgefäße ist eine Sonde angeordnet, die mit dem ionisierten Dampf oder Gas in Verbindung steht. Besitzt das Entladungsgefäß Metallwandung, so kann wie bei den obenerwähnten bekannten Anordnungen die Wandung selbst als Sonde dienen. Die Sonde wird zweckmäßig über ein einseitig sperrendes elektrisches Ventil und einen Reihentransformator an die zugehörige Kathode angeschlossen. Die verschiedenen Sondenstromkreise werden gemeinsam, unter sich parallel, an das Steuergitter einer Hilfsröhre, die ebenfalls vorzugsweise Dampf- oder Gasfüllung und eine Glühkathode besitzt, gelegt. Der Anodenstrom dieser Hilfsröhre wirkt über eine zusätzliche, auf jedem der die Wechselspannungskomponenten für die Steuergitter der Entladungsgefäße liefernden Transformatoren vorgesehene, mit der Hilfsröhre in Reihe geschaltete Wicklung auf die magnetische Sättigung dieser Steuerspannungstransformatoren ein. Tritt nun eine Rückzündung in einem der Entladungsgefäße auf, so ändert sich das Potential zwischen der Sonde und der zugehörigen Kathode und erzeugt auf diese Weise einen Spannungsimpuls in dem Sondenstromkreis und damit auch in dem Gitterkreis der Hilfsröhre, wodurch die Hilfsröhre für den Stromdurchgang geöffnet wird. Der Entla,dungsstrom der Hilfsröhre durchfließt die vorher schon erwähnte zusätzliche Wicklung der in den Steuerkreisen für die Steuergitter der Entladungsgefäße liegenden Transforinatoren und erhöht deren magnetische Sättigung derart, daß die Wechselspannung in den Sekundärwicklungen und damit an den Steuergittern der Umformungsgefäße ganz oder nahezu verschwindet. Es liegt infolgedessen nur noch die negative Gleichspannung an den Steuergittern, welche die Entladungsgefäße für den Stromdurchgang sperrt.
  • Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Die Abbildung zeigt eine Gleichrichteranordnung mit gittergesteuerten dampf- öder gasgefüllten Entladungsgefäßen; die ihre Energie aus dein Dreiphasenwechselstromnetz io erhalten und Gleichstrom in den Laststromkreis i i abgeben. Der Transformator zur Übertragung der Speisewechselspannung ist mit seiner Primärseite 12 an das Netz io und mit dem Nullpunkt seiner in Stern geschalteten Sekundärseite 13 an die eine Seite des Gleichstromkreises z i angeschlossen. Die Enden der Sekundärwicklung 13 sind über mit Dampf oder Gas gefüllte Entladungsgefäße 14, 15 und 16 an den anderen Pol des Gleichstromkreises i i gelegt. Zur Glättung des Gleichstromes ist die Drossel 17 vorgesehen: Die Entladungsgefäße 14, 15 und 16 besitzen eine Anode, eine Kathode, ein Steuergitter und eine Sonde 18, die in die ionisierte Dampf- oder Gasfüllung hineinreicht. Die Steuerelektroden der Röhren 14, 15 und 16 sind über Schutzwiderstände i9 und negative Vorspannungsbatterien 2o an die Sekundärseiten der Steuertransformatoren 21, 22 und 23 angeschlossen. Diese Transformatoren können von beliebiger Art sein, vorzugsweise werden jedoch solche benutzt, die in den Sekundärstromkreisen Wechselspannungen von steiler Wellenform liefern. Die Primärseiten dieser Transformatoren liegen über einen passenden Phasenschieber, wie den Drehtransformator24, an der Speisewechselspannung io.
  • Um die Sondenstromkreise der verschiedenen Entladungsgefäße während des gewöhnlichen Betriebes des Gleichrichters stromlos zu machen, werden die Sonden 18 der Entladungsgefäße 14, 15 und 16 über elektrische Ventile, wie Trockengleichrichter 25, 26, 27 oder ähnliche, und die Primärwicklungen der Hilfstransformatoren 28, 29, 3o an die entsprechenden Kathoden angeschlossen.
  • Die Sekundärwicklungen der Transformatoren 28, 29, 30 sind einander parallel geschaltet und liegen über Schutzwiderstände 31 an lern Steuergitter der Hilfsröhre 32. In diesem Steuerstromkreis kann; falls es erforderlich ist, eine Vorspannungsbatterie 33 vorgesehen werden: Jeder der Steuertransforinätoren 21, 22, 23 ist mit einer zur magnetischen Sättigung der Transformatoren dienenden Zusatzwicklung 34 versehen. Diese Wicklungen sind hintereinandergeschaltet und werden von dem durch das Entladungsgefäß 32 fließenden Gleichstrom der Batterie 35 gespeist. Zum Unterbrechen dieses die Wicklungen 34 speisenden Stromes und zum Wiederherstellen der Arbeitsfähigkeit der Gleichrichteranordnung dient eine Schaltvorrichtung, beispielsweise der von Hand betätigte Schalter 36-. -Die Entladungsstromstärke der Gleichrichteranordnung wird mit Hilfe des Phasenschiebers 24 gesteuert, indem die Phase der Steuerspannung gegenüber der der Speisewechselspannung verschoben wird. Tritt nun beispielsweise in dem Entladungsgefäß 14 eine Rückzündung auf, während das Entladungsgefäß 15 in der normalen vorgeschriebenen Weise als Gleichrichter weiterarbeitet, dann werden zwei der Phasenwicklungen 13 der Sekundärseite des Transformators über die Röhren 14 und 15 kurzgeschlossen. Wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, schlägt in diesem Fäll das Potential der Sonde 18 der Röhre 14 in bezug auf das der zugehörigen Kathode um, und zwar von dem normalenpositiven Wert nach einem negativen. Dieser Potentialumschlag tritt bereits bei Beginn der Rückzündung auf, ehe überhaupt ein Lichtbogen entsteht. Die elektrischen Ventile 25, 26,: 21 sind nun so geschaltet, daß bei nor- i malern positivem Potential der Hilfselektroden 18 in den Primärwicklungen der Transformatoren 28, 29 und 30 kein Strom fließen kann. Bei einem Potentialumschlag zwischen der Elektrode 18, beispielsweise des Entladungsgefäßes 1q. und der entsprechenden Kathode, wird jedoch ein Stromimpuls durch die Primärwicklung des Transformators 28 geschickt, der dem Steuergitter der Hilfs. röhre 32, welche ebenfalls mit Dampf oder Gas gefüllt ist, einen positiven Spannungsimpuls aufdrückt und so diese Röhre für den Stromdurchgang öffnet. Die Stromquelle 35 erregt nun die zur Sättigung der Transforrnatoren 21, 22, 23 dienenden Wicklungen 34. und läßt auf diese Weise die Wechselspannungen an den Sekundärwicklungen dieser Transformatoren verschwinden. Dadurch überwiegt die an en Gittern liegende negative Spannung der Batterien 20, so daß die Entladungsgefäße i4., 15, 16 für den Stromdurchgang gesperrt werden. Die Sättigung der Transformatoren 2z, 22, 23 hält an, bis der Anodenstromkreis der Hilfsröhre 32 durch Üffnen des Schalters 36 unterbrochen und dadtirch die Entladung gelöscht wird.
  • Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß eine schon beginnende Rückzündung in einem der verschiedenen Umformungsgefäße eine Unterbrechung des Betriebes der Anlage herbeiführt und so, den Umformer und die an ihn angeschlossenen elektrischen Maschinen und Apparate vor Schaden bewahrt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE. i. Rückzündungsschutzanordnung für Einrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsstrecken, bei denen jede Entladungsstrecke. in einem getrennten, vorzugsweise dampf- oder gasgefüllten und mit Glühkathode versehenen Gefäß untergebracht ist und den Gittern betriebsmäßig eine aus einer negativen Gleich-und einer Wechselspannungskomponente, vorzugsweise einer solchen spitzer Wellenform, bestehende Gitter Steuerspannung zugeführt wird, wobei die negative Gleichspannung so bemessen ist, daß sie für sich allein sperrend wirkt, gekennzeichnet durch eine in jedem Entladungsgefäß in oder nahe der Entladungsbahn vorgesehene Sonde, an die ein sich über die Kathode schließender Stromkreis angeschlossen ist, eine mit einem Steuergitter ausgestattete, vorzugsweise dampf-oder gasgefüllte Hilfsröhre, mit deren Gitterstromkreis die Sondenstromkreise sämtlicher Entladungsstrecken unter sich parallel gekoppelt sind, ferner durch eine zusätzliche, auf jedem der die Wechselspannungskomponenten für die Steuergitter der Entladungsstrecken liefernden Transformatoren vorgesehene Wicklung, die in Reihe mit der Hilfsröhre geschaltet ist und den magnetischen Sättigungsgrad des Transformators zu beeinflussen gestattet, und durch eine derartige Kopplung und ein derartiges Zusammenwirken dieser Schaltglieder, daß das Auftreten einer Rückzündung in einer der Entladungsstrecken einen Stromstoß in ihrem Sondenstromkreis und damit auch im Gitterkreis der Hilfsröhre hervorruft, derart, daß die Hilfsröhre leitend wird und der sie durchfließende Strom die magnetische Sättigung der die Gitterwechselspannungen für die Entladungsstrecken liefernden Transformatoren so weit erhöht, daß die Gitterwechselspannungen nahezu verschwinden und die Gleichspannungskomponenten der Gitterspannungen alle Entladungsstrecken sperren.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sondenstromkreis jedes der Entladungsgefäße ein elektrisches, den Stromfluß im Sondenstromkreis bei normalem Arbeiten des zugehörigen Entladungsgefäßes sperrendes Ventil (25 bzw. 26,27) und ein Transformator (28 bzw. 29, 30) vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung an das Gitter der Hilfsröhre (32) angeschlossen ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Entladungsgefäßen mit Metallwandung ,die Wandung selbst als Sonde dient.
DEA74658D 1933-11-25 1934-11-25 Rueckzuendungsschutzanordnung fuer Einrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsstrecken Expired DE670932C (de)

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DE (1) DE670932C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1226709B (de) * 1964-03-30 1966-10-13 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb von Wechselrichtern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1226709B (de) * 1964-03-30 1966-10-13 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb von Wechselrichtern

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