DE732435C - UEberspannungsschutzanordnung und -schutzschaltung zum Schutz gegen Schaltueberspannungen - Google Patents

Description

• Überspannungsschutzanordnung und -schutzschal'tung zum Schutz gegen Schaltüberspannungen überspannungen, die die Isolation von Hochspannungsstromkreisen oder Geräte, wie Transformatoren, gefährden können, sind im allgemeinen atmosphärischen Ursprungs. Es gibt aber auch Überspannungen, die durch Schaltvorgänge verursacht werden. Solche Überspannungen sind im allgemeinen bei weitem nicht so hoch .wie atmosphärische Überspannungen, können aber trotzdem im manchen Fällen schädlich sein.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen überspannungsschutz zu schaffen, durch welchen vor allem die von Schaltvorgängen herrührenden Überspannungen unschädlich gemacht werden sollen. Schaltüberspannungen entstehen dadurch, daß beim Abschalten von Induktivitäten die in diesen plötzlich frei werdende magnetische Energie die immer vorhandenen Klemmenkapazitäten sehr hoch überlädt. Praktische Bedeutung gewinnen diese Vorgänge inshesondere beim Schalten von leer laufenden Transformatoren, wobei Überspannungen bis zum 6fachen der Betriebsspannung und mehr gemessen wurden, und bei allen Geräten, bei denen induktive Stromkreise häufig und plötzlich aufgetrennt werden, z. B. Stromrichter.
• Eine Bekämpfung dieser Erscheinung ist z. B. dadurch möglich, :daB man Kondensatoren zur Aufnahme der Gberspannungs- Verlauf des Schaltvorganges zurück, derart, daß die Schaltüberspannungen besonders groß bzw. energiereich werden. Infolgedcssen müssen die Kondensatoren verh-#iltnisniäf3.ig groß gewählt werden. Außerdem müssen sie, da sie ständig an Spannung liegen, für Dauerbelastung ausgelegt werden.
• Der an sich auch denkbare Einsatz von üblichen Wanderwellenableitern hat in diesem Falle den Nachteil, daß diese Ableiter im allgemeinen nicht den Bereich bis zum a- bis 3fachen der Betriebsspannung erfassen.
• Bei Versuchen wurde gefunden, daß Schaltüberspannungen in der Höhe vom 2- bis 3fachem der Betriebsspanming unter Umständen schon durchaus zur Beschädigung von Transformatoren führen können. Es ist also zu verlangen, daß überall dort, wo häufig Schaltvorgänge stattfinden, nicht höhere Überspannungen auftreten können .als bis etwa zum i,2fachen des Betriebsspannungsscheitelwertes. Diese Forderung ist mit den bisher bekannten Mitteln nicht zu erfüllen, wenigstens nicht auf wirtschaftlich vertretbare `''eise.
• Wohl aber ist gemäß der vorliegenden Erfindung dieses Ziel unter Verwendung eines Kondensators zum Auffangen der zur Entstehung von Schaltüberspannungen führenden magnetischen Restenergie, d. h. des im Augenblick. des Auftrennens des Stromkreises noch in der Induktivität vorhandenen Energiebetrages, zu erreichen. Die Erfindung bezieht sich auf eine überspannungsschutze@inrichtuing und -schaltung gegen Schaltüberspannunge i in einem Stromkreis mit abzuschaltenden Induktivitäten, bei der parallel zu den Induktivitäten ein Kondensator angeordnet ist. Ihr Kennzeichen besteht darin, daß in Reihe zum Kondensator ein Schaltorgan. .gelegt ist, das den Kondensator beim Erlöschen des Abschaltlichthogens einschaltet, so daß durch Speicherung der magnetischen Restenergie der abgeschalteten Induktivitäten bei hinreichend kleiner Spannung das Entstehen von Schaltüberspannungen verhütet wird.
• Das Schaltorgan, das mit dem Kondensator in Reihe liegt, kann ä. B. durch eine oder mehrere gesteuerte oder ungestetiierte Entladungsstrecken, z. B. .eine Luftfunkenstrecke, gebildet werden. Eine solche wird bereits vor der Entstehung unzulässiger Spannungswerte von der im Entstehen begrilienen Schaltüberspannung überschlagen, so daß die zta speichernde Energie in den sonst unbelasteten Kondensator hineinfließt, ahne daß dieser Vorgang irgendwie in nnerwünschtei Weisse Rückwirkungen hervorrufen kann. Anschließend kann der Kondensator sich allmählich wieder entladen. Zur Ge«-ährleistunig dcs Widerlöschens der Funkenstrecke und zur schnellen Entladung des Kondensatoirs kann es nützlich sein, diesen mit einer hochohmigen Ableitung von unter Umständen niederer Belastbarkeit zu überbrücken. Zur etwaigen Begrenzung des Kondensatorstromes auf den Reststrom in der Induktivität können Vorwiderstände angebracht sein.
• Die Erfindung bietet folgende wesentliche Vorteile Dia die Schutzkapazität nur kürzeste Zeit unter Spannung steht (größenordnungsmäßig etwa o,o2 Sekunden), kann ihr Dielektrikum wesentlich höher beansprucht bzw. schwächer bemessen werden, als wenn es dauernd an Spannung liegt.
• Da die Schutzkapazität erst nach beendeter Abschaltung an die Induktivität gelegt wird, fängt sie zwar zur Verhütung der überspannung die schädliche Energie auf, kann aber nicht mehr auf den Schaltvorgang zurückwirken.
• Die geringe Beanspruchung wegen der fehlenden Dauerbelastung ermöglicht es, auf wirtschaftliche Weise auch so große Kapazitäten einzubauen, daß sie .auch zur Absenkung von Wanderwellen herangezogen -werden können, vor allem solcher, die unter der verhältnismäßig hohen Ansprechspannung der Ableiter bekannter Bauart liegen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Überspannungsschutzanordnung und -schutzschaltung zum Schutz gegen Schaltüberspannungen in einem Stromkreis mit abzuschaltenden Indultivitäten, bei der parallel zu den Induktivitäten ein Kondensator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Kondensator ein Schaltorgan ,gelegt ist, das den Kondensator heim Erlöschen des Abschaltlichtbogens einschaltet, so daß durch Speicherung der magnetischen Restenergie der abgeschalteten Induktivitäten bei hinreichend kleiner Spannung das Entstehen von Schaltiiberspannungen verhütet wird. 2. überspannungsschutzanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltorgan eine oder mehrere gesteuerte oder ungesteuerte Entladtings- j strecken, z. B. eine Luftfunkenstrecke, vorgesehen sind. 3. überspannungsschutzanordnuing nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator ein i hochohmiger Entladungsstrompfad vorgesehen ist. q.. Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Kondensator und dem Schaltorgan ein Dämpftun;gswiderstand vorgesehen ist. 5. Überspannwngsschutzanordnung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators so groß bemessen ist, daß sie außer zur Verhütung von Schaltüberspannungen auch zur Absenkung vorn Überspannungen sonstigen Ursprungs ausreicht. 6. Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Bauelemente als bauliche Einheit zu einem Gerät vereinigt sind.