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Einrichtung zum Schutz eines Reihenkondensators Für den Schutz von
Reihenkondensatoren sind im Gegensatz zu Parallelkondensatoren besondere Maßnahmen
erforderlich, weil .die im Leitungszuge eingeschalteten Reihenkondensatoren großen
Spannungssch-,vankungen durch Stromänderungen in der Leitung unterworfen sein können.
Während die Reihenkondensatoren im normalen Betriebe nur einen Bruchteil der Betriebsspannung,
nämlich lediglich einen Betrag in der Größe des induktiven Spannungsabfalles des
Leitungs-' zuges. aufzunehmen haben, liegt im Kurzschlußfall der Leitung bzw. des
Verbrauchers die volle bis mehrfache Betriebsspannung an dem Kondensator, also ein
Vielfaches der Kondensatornennspannung. Dies bedingt im Gegensatz zu Parallelkondensatoren,
bei denen sich die Spannung am Kondensator nur in den Grenzen der Betriebsspannungsschwankungen
des Netzes ändern kann, einen besonders ausgebildeten Spannungssteigerungsschutz
bzw. Überstromschutz.
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Als Mittel zum Schutz eines Reihenkondensators dient meist eine Funkenstrecke,
welche den Kondensator überbrückt, sobald die Kondensatorspannung eine bestimmte
Grenze überschreitet. Die Funkenstrecke wird durch Hilfseinrichtungen gezündet,
die von der Kondensatorspannung bzw. von dem Kondensatorstrom abhängig sind. Als
Hilfseinrichtung dient vorteilhaft eine Hilfsfunkenstrecke, welche beim Auftreten
eines Überstromes oder einer Überspannung am Reihenkondensator gezündet wird und
einen hochfrequenten Scli-,vingungslcreis erregt. `Fenn die Hilfsfunkenstrecke änspricht,*
wird durch die Hochfrequenzspannung auch die Hauptfunkenstrecke gezündet und dadurch
der Reihenkondensator kurzgeschlossen.
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Es ist bekannt, daß Reihenkondensatoren Überlastungen bis zu einer
Grenze von etwa zoo°/o der I@Tennspannung ertragen können, falls diese Überlastungen
nur.sehr kurze Zeit andauern. Bei bekannten Schutzschaltungen wird daher außer der
Funkenstrecke noch ein Leistungsschalter zu dein Reihenkondensator parallel geschaltet,
der durch eine mit Zeitverzögerung arbeitende Steuerungseinrichtung derart betätigt
wird, daß er den Kondensator kurzschließt, wenn Überlastungen unterhalb ;
der
obengenannten Grenze längere Zeit andauern. Die Funkenstrecke schützt den Kondensator
dann nur gegen Überlastungen, welche die obengenannte Grenze überschreiten und bei
denen es notwendig ist, den Kondensator =verzögert kurzzuschließen bzw. abzuschalten.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzeinrichtung, welche sich von
bekannten Schutzeinrichtungen dadurch unterscheidet, daß der vorstehend erwähnte,
zum Kondensator parallel geschaltete Leistungsschalter erspart werden kann. Erfindungsgemäß
ist ein Hilfsrelais vorgesehen, welches den Ansprechwert der Zündvorrichtung für
die Parallelfunkenstrecke selbsttätig _ herabsetzt, wenn während einer vorbestimmten
Mindestzeit eine Überlastung des Kondensators bestanden hat, die unterhalb der Grenze
liegt, bei der ein sofortiges Kurzschließen des Kondensators erforderlich ist. Das
Hilfsrelais steuert zweckmäßig einen Umschalter im Primärkreis eines Zündtransformators
für eine Hilfsfunkenstrecke, die ihrerseits die Hauptfunkenstrecke parallel zum
Reihenkondensator zündet und dadurch den Kondensator kurzschließt. Als Hauptfunkenstrecke
wird bei der Erfindung zweckmäßig eine an sich be-
kannte Funkenstrecke mit
Selbstlöschung verwendet. Die Funkenstrecke kann zu dem Zweck beispielsweise derart
ausgebildet sein, daß der in ihr brennende Lichtbogen ein Metall niedrigen Schmelzpunktes,
z. B. Blei, zum Schmelzen bringt und dadurch die Elektroden der Funkenstrecke miteinander
metallisch leitend verbindet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schaltbild
dargestellt. Als Beispiel für die Anwendung eines Reihenkondensators ist eine Ofenanlage
angenommen, bei der der Ofen. i über einen Transformator 2 an ein Wechselstromnetz
angeschlossen ist. Der zu schützende Kondensator 3 ist über einen Reihentransformator
in den Ofenstromkreis geschaltet. Parallel zum Kondensator 3 liegt eine selbstlöschende
Funkenstrecke,., _ die durch eine. Hilfsfunkenstrecke 5 :gezündet wird. Die Zündspannung
für die Hilfsfunkenstrecke liefert ein Zündtransformator 6, der über einen weiteren
Transformator ; an die Spannung des Kondensators 3 angeschlossen ist. Im Primärkreis
des Zündtransformators 6 liegt ein Umschalter 8, der durch ein Hilfsrelais 9 gesteuert
wird. Das Hilfsrelais ist über ein Überstromzeitrelais io an einen Wandler ii im
Kondensatorstromkreis angeschlossen. Das Hilfsrelais kann mit der gleichen Wirkung
auch von der Spannung des zu schützenden Kondensators 3 abhängig gemacht «-erden.
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Die Wirkungsweise der Schutzeinrichtung ist folgende: Tritt an dem
zu schützenden Kondensator 3 eine Überspannung auf, die die Grenze von etwa 200
°J, der Nennspannung überschreitet, so spricht die Hilfsfunkenstrecke 5 ohne Verzögerung
an und zünclet die Hauptfunkenstrecke d.. Der Kondensator 3 wird über diese Funkenstrecke
kurzgeschlossen. Wenn die Überspannung des zu schützenden Kondensators 3 unterhalb
des genannten Grenzwertes von etwa 200 °1o der Nennspannung, aber noch oberhalb
der Grenze für dauernde Überlastungen liegt, also im allgemeinen oberhalb von etwa
i 15 °1o der -Nennspannung, spricht das Überstromzeitrelais io an. Wenn diese
Überlastung längere Zeit bestehen bleibt, so schaltet das Hilfsrelais 9 den Umschalter
8 im Primärkreis des Zündtransformators 6 um und erhöht die der Hilfsfunkenstrecke
5 zugeführte Spannung. In diesem Fall spricht die Hilfsfunkenstrecke also schon
bei einer Spannung an, welche noch unterhalb derjenigen Grenzspannung liegt, bei
der ein sofortiges Kurzschließen des Kondensators 3 notwendig ist. Sollte während
der Laufzeit des Zeitrelais io eine Überspannung an dem Kondensator 3 auftreten,
welche den oberen Grenzwert Von 200 °/o der -Nennspannun- überschreitet, so spricht
die Hilfsfunkenstrecke 5 sofort an. Die Umschaltung im Primärkreis des Zündtransformators
6 durch das Hilfsrelais 9 wird in diesem Falle nicht ausgeführt.
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Die Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, daß
der zu schützende Kondensator in beiden Überspannungs- bzw. Überstrombereichen gegen
die Überlastung geschützt wird, daß aber im Gegensatz zu bekannten Schutzanordnungen
ein besonderer bei geringeren Überlastungen in Tätigkeit tretender Leistungsschalter
parallel zum Kondensator nicht erforderlich ist.
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Die in der Zeichnung dargestellte Unischaltun- im Primärkreis des
Zündtransformators einer Hilfsfunkenstrecke ist nur als Ausführungsbeispiel der
Erfindung anzusehen. Wesentlich ist, daß der Ansprechwert der Zündvorrichtung, welche
den Lichtbogen der den Kondensator kurzschließenden Hauptfunkenstrecke einschaltet,
durch ein zeitabhängig betätigtes Hilfsrelais geändert wird. @@uf die Art des zur
Zündung der Hauptfunkenstrecke verwendeten Mittels kommt es dabei nicht entscheidend
an.