DE671708C - Umlaufender Synchrontrenner fuer Hochspannungsstromrichteranlagen - Google Patents

Description

• Umlaufender Synchrontrenner für Hochspannungsstromrichteranlagen Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit von Kontaktwalzen, die als Synchrontrenner zusammen mit Entladungsstrecken in einer Umformungseinrichtung arbeiten, ist es bekannt, die Synchrontrenner in ein unter erhöhtem Druck stehendes Medium, insbesondere in ein unter Druck stehendes Gas zu bringen. Dadurch wird die Beherrschung hoher Spannung mit Schalteinrichtungen möglich, deren Abmessungen in erträglichen Grenzen bleiben. Da solche Anordnungen nun aber einen relativ teuren Druckkessel benötigen, ist jede Einrichtung von Vorteil, die eine weitere Herabsetzung der geometrischen Abmessungen erlaubt. Diese sind in erster Linie durch die Kontaktscheibe gegeben, die die zur Schaltung dienenden Kontaktsegmente trägt und auf der die Kriechwege zwischen den Kontaktsegmenten eine gewisse Mindestlänge haben müssen.
• Die normalen, aus Isolierstoff hergestellten Scheiben, die lediglich an einem Teil ihres Umfanges ein metallisches Kontaktsegment tragen, haben den Nachteil, daß insbesondere nach längerem Betrieb auf dem Isolierstoff längs des von der Bürste besteichenen Umfanges sich ein Kriechweg ausbilden kann, der die Bürste mit dem Kontaktsegment verbindet.
• Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine besonders zweckmäßige Ausbildung von Synchrontrennerscheiben, die mit zwei gegeneinander um i8o° versetzten, leitend miteinander verbundenen Kontaktsegmenten versehen sind, auf denen zwei ebenfalls um iSo° in der Umfangsrichtung gegeneinander verschobene Bürsten schleifen, welche zusammen mit der Kontaktscheibe in einem isolierenden, unter erhöhtem Druck stehenden Medium angeordnet sind, Die Erfindung soll dadurch gekennzeichnet sein, daß die Kontaktsegmente auf zwei besonderen isolierenden Trägern unmittelbar auf einer Welle angeordnet sind, wobei auf dieser Welle außerdem zwischen den Trägern der beiden Kontaktsegmente eine Scheibe aus Isoliermaterial ohne sonstige Verbindung angebracht ist. Diese Scheibe soll dabei durch besondere Einschnitte auf ihrem Umfang kollektorartig in einzelne zahnartige Säulen aufgeteilt sein, deren gegenseitiger Abstand kleiner als die Breite der auf der Scheibe schleifenden Bürsten ist, wobei auf jedem Zahn der Isolierscheibe metallische Schleifschuhe angeordnet sind, auf denen die Bürsten außerhalb der Kontaktzeiten schleifen.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in den Abb. i bis q. dargestellt, von denen Abb. i bis 3 Grund- und Aufriß, Abb. 4. eine perspektivische Ansicht geben.
• Die Scheibe i arbeitet nach dem Prinzip der zweifachen Abschaltung und ist dementsprechend mit zwei gleichgroßen, um i8o° versetzten und miteinander verbundenen Kontaktsegmenten z und 3 ausgerüstet, denen zwei am Umfang ebenfalls um i8o° versetzte Bürsten 12 entsprechen. Wesentlich ist ferner, daß die Kontaktsegmente mitsamt' ihren Trägern q., 5 konstruktiv getrennt AN vom restlichen Umfangsteil 6 der Scheibe, auf dem die Bürsten schleifen, wenn keine Kontaktgabe erfolgt. Der Isolierteil 6 der Scheibe ist seinerseits noch besonders ausgebildet. Er besteht aus einer kreisrunden Scheibe aus Isolierstoff, die an den Stellen, 4vo die Kontaktsegmente am Umfange zu liegen kommen, tiefe Einschnitte trägt. Am übrigen Umfange ist die Scheibe 6 durch dreieckige Einschnitte von einigen Zentimeter Länge kollektorartig aufgeteilt, wobei die Isolation zwischen den Lamellen durch Luftstrecken gebildet wird. Die Bürste selbst schleift auf metallischen Schleifschuhen 8, die auf die einzelnen zahnartigen Segmente der Scheibe 6 aufgesetzt sind. Um einen anstandslosen Lauf der Bürste auf der Isolierscheibe zu erzielen, wird die Bürste so bemessen; daß ihre Breite ein Mehrfaches der Lücke zwischen den einzelnen zahnartigen Säulen der Kontaktscheibe beträgt. Die sämtlichen Schleifschuhe sind also voneinander isoliert und durch Kriechwege getrennt, deren Länge durch die Tiefe der dreieckigen Einschnitte gegeben ist. Sie dienen nicht zu einer Kontaktgabe irgendwelcher Art, sondern haben lediglich den Zweck, eine unmittelbare Berührung zwischen dem Isoliermaterial und den Bürsten zu vermeiden. Dadurch werden sämtliche Unsicherheitsfaktoren ausgeschaltet, welche bei normalen Scheiben infolge der gegenseitigen Reibung zwischen Bürste und Isolierstoff entstehen und die Betriebssicherheit beeinträchtigen können. Die eigentlichen Kontaktsegmente 2 und 3 sind auf gemeinsamen Trägern q. und 5 aus Isolierstoff befestigt, die ihrerseits auf der vorzugsweise aus Isolierstoff bestehenden Welle 7 sitzen; und zwar in derartiger Stellung, daß die Kontaktsegmente 2 und 3 in den Aussparungen der Scheibe 6 liegen. Die Segmente 2, 3 sind miteinander durch einen frei tragenden; in Kreisform gebogenen Leiter 9 verbunden, dessen Ouerschnitt lediglich mit Rücksicht auf die Verhinderung von Koronaverlusten festgelegt wird. Der Kriechweg von den Kontaktsegmenten 2, 3 zu den Schleifschuhen 8 einerseits und zu der Welle 7 bzw. den auf ihr aufgebrachten metallischen Teilen anderseits sowie der Kriechweg von den Schleifschuhen 8 zur Welle 7 sind künstlich verlängert durch dünne kreisförmige Scheiben io aus Isolierstoff, beispielsweise Preßspan, die zusammen mit isolierenden Abstandscheiben T i zu beiden Seiten jedes Trägers 4., 5 auf der Welle 7 angeordnet sind. Anzahl und gegenseitiger Abstand der Scheiben werden mit Rücksicht auf die Betriebsspannung bestimmt. Der Durchmesser der Scheiben io wird so ::groß wie möglich gewählt, beispielsweise etwa deich dem Durchmesser, auf welchem die Einschnitte der Scheibe 6 enden.
• Durch diese Verlängerung der Kriechwege ist erreicht, daß ihre Leitfähigkeit vollständig vernachlässigt werden kann und daß insbesondere die Spannungsfestigkeit zwischen einem Segment 2, 3 und dem nächstbenachbarten Schleifschuh 8 nur und allein durch den geradlinigen Abstand der beiden Metallteile sowie durch den Druck und den sonstigen Zustand des umgebenden Gases bestimmt ist: Es wird also durch die beschriebene Konstruktion überhaupt erst möglich gemacht, die Erhöhung der Spannungsfestigkeit des umgebenden Mediums bis zum letzten auszunutzen und für jede Spannung eine hochgradige Präzision der Schaltvorgänge zu erzielen.

Claims (1)

1. PATrNTANSPRÜCHl:: i. Umlaufender Synchrontrenner für Hochspannungsstromrichteranlagen mit zwei gegeneinander um i8o° auf dem Umfang eines scheibenförmigen Gebildes angeordneten, miteinander leitend verbundenen Kontaktsegmenten, auf denen zwei ebenfalls um i8o° in der Umfangsrichtung gegeneinander verschobene Bürsten schleifen, die zusammen mit der Kontaktscheibe in einem isolierenden, unter erhöhtem Druck stehenden Medium angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktsegmente (2, 3) auf zwei besonderen isolierenden Trägern (.4, 5) unmittelbar auf der Welle (7) angeordnet sind und daß außerdem auf der Welle zwischen den beiden Trägern der Kontaktsegmente ohne sonstige mechanische Verbindung mit diesen eine Scheibe (6) aus Isoliermaterial angeordnet ist, welche am Umfang durch Einschnitte kollektörartig in einzelne zahnartige Säulen aufgeteilt ist, deren gegenseitiger Abstand kleiner ist als die Breite der auf der Scheibe schleifenden Bürsten; und daß auf jedem Zahn der Isolierscheibe metallische Schleifschuhe (8) angeordnet sind, auf welchen die Bürsten (i2) außerhalb der Kontaktzeiten schleifen. :2. Umlaufender Synchrontrenner nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktsegmente durch einen frei tragenden, metallischen Ring (9) leitend miteinander verbunden sind. 3: Umlaufender Synchrontrenner nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle zu beiden Seiten der die Kontaktsegmente haltenden Träger (q., 5) Scheiben (ro und Abstandstücke (rr) aus Isolierstoff vorgesehen sind, deren Anzahl und Abmessungen derart gewählt sind, daß die Leitfähigkeit der Kriechwege zwischen verschiedenen Teilen des Umfanges sowie der Welle vernachlässigbar klein ist gegen die Spannungsfestigkeit der entsprechenden Gasstrecken. q.. Umlaufender Synchrontrenner nach Anspruch r oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) in unmit-::telbarer Nähe der Kontaktscheibe aus Isoliermaterial besteht. 5. Umlaufender Synchrontrenner nach -Anspruch r oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) aus einem inneren Stahlkern und einem äußeren Mantel aus Isolierstoff besteht.