DE876119C

DE876119C - Device for protection against contact with high-voltage systems that work with relatively low power consumption

Info

Publication number: DE876119C
Application number: DES24968A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Ing Herklotz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-09-27
Filing date: 1951-09-27
Publication date: 1953-05-11

Description

Vorrichtung zum Berührungsschutz Hochspannung führender Anlagen, die mit verhältnismäßig kleinem Leistungsumsatz arbeiten 7umBerührungsschutz Hochspannung führender, über ein. Aggregat aus dem Netz gespeister Anlagen, die mit verhältnismäßig kleinem Leistungsumsatz arbeiten, insbesondere Anlagen zur elektrostatischen Oberflächenbe'hand'lung, sind Vorrichtungen bekannt, die das Hochspatmungsaggregat beim Auftreten einer Störung primärseitig vom Netz abtrennen. Damit wird zwar jegliche weitere@Energiezufuhr unterbunden, jedoch die im Hochspannungsaggregat selbst gespeicherte Energie in keiner Weise beeinflußt. Diese kann sich vielmehr über die Gefahrenstelle entladen und kann im Falle einer Berührung des Hochspannungsteiles der Anlage durch das Bedienungspersonal bei ungünstigen Bedingungen gesundheitsschädlicheWirkungen hervorrufen. Auch kann im Falle eines Erdschlusses dure'li das im Sprühfeld befiudlicbe @"erl@stüc'h der entstehende Funke bei ungünstigen Lüftungsv enhältnissen eine Explosion des Farbverdünner-1uftgemisc'hes innerhalb der Sprühzelle bewirken.Device for contact protection of high voltage systems that 7um contact protection high voltage work with relatively low power consumption leading, about a. Aggregate from the network-fed systems, which with relatively work with low power consumption, especially systems for electrostatic surface treatment, devices are known that the high breathing unit when a fault occurs Disconnect from the mains on the primary side. With that, any further @ energy supply prevented, but the energy stored in the high-voltage unit itself in in no way affected. Rather, this can discharge via the danger point and in the event that the high-voltage part of the system is touched by the operating personnel cause harmful effects under unfavorable conditions. Also can in the event of an earth fault, this is not possible in the spray field Any sparks created in the case of unfavorable ventilation conditions cause an explosion of the paint thinner / air mixture effect inside the spray booth.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Annäherung eines Erdpotential führenden Gegenstandes bzw. einer Person an den Hoc'hspanlrungsteil anspreclien und die Hochspannungsehe bereits vor dem Abschalten der Niederspannungsseite erden. Damit wird. erreicht, daß beim Ansprechen der Sicherheitseinrichtung sämtliche Teile der Hochspannungsseite spannungslos werden. Die Energie des Hochspannungsaggregats entlädt sich direkt fber die Erdungsstelle; der gleichzeitig fließende ILurzschlußstrom löst :den primärseitig vorhandenen Lmerstrom:schutz aus und schaltet das Aggregat endgültig vom Netz ab. Das Ansprechen der - Sicherheitseinrichtung kann auf folgende yVzeise erreicht werden. Bei Annäherung des Werkstückes: bzw. des Menschen tritt bereits vor der eigentlichen gefährlichen Entladung eÄne Erhöhung des auf der Sekundärseite fließenden Gleichstromes ein infolge Erhöhung der Feldstärke in der Umgebung der Sprühelektroden. Obwohl dieses. Stromerhöhung nur gering ist, kann sie jedoch durch entsprechende empfindliche Schaltungen, beispielsweise mittels Relais oder Elektronenröhren, zur Erdung der Hochspannungsseite verwendet werden.These disadvantages are eliminated according to the invention in that means are provided, which when approaching an earth potential leading object or address a person to the high voltage section and already see the high voltage marriage Ground before switching off the low-voltage side. So that will. achieved that at If the safety device responds, all parts of the high-voltage side are de-energized will. The energy of the high-voltage generator is discharged directly via the earthing point; The simultaneously flowing I short circuit current releases: the Lmer current present on the primary side: protection and finally disconnects the unit from the mains. The response the - The safety device can be achieved in the following way. When approaching of the workpiece: or the person already occurs before the actual dangerous Discharge increases the direct current flowing on the secondary side as a result Increasing the field strength in the vicinity of the spray electrodes. Although this. Current increase is only small, it can, however, by appropriate sensitive circuits, for example by means of relays or electron tubes, used for earthing the high-voltage side will.

Die Erdung der Hochspannungsseite kann durch eine Funkenstrecke bewirkt werden, die während des normalen Betriebes isoliert und nur im Störungsfalle so beeinfluß.t wird, daß ein Überschlagerfolgt, und zwar so schnell, daß an anderer Stelle keinerlei Schäden auftreten können. Der Überschlag an der Funkenstrecke kann im Störungsfälle dadurch ausgelöst werden, daß die Elektroden gegeneinander bewegt werden, so da-ß sich :der Zwischenraum zwischen ihnen verkleinert. Eine derartige Bewegung der Elektroden kann sowohl durch mechanisohe als auch durch hvdraulisghe oder pneumatische Antriebsmittel erfolgen. Des weiteren ist die Erzeugung eines Überschlages in der Funkenstrecke dadurch möglich, daß mit verschiedenen Mitteln die Durchschlagsfestigkeit des Isolierstoffes zwischen den Elektroden der Funkenstrecke herabgesetzt wird. Eine derartige Herabsetzung der Durchschlagsfestigkeit ist beispielsweise dadurch möglich, daß als Isoliermittel komprimiertes Gas, vorzugsweise Luft, verwendet wird; dessen Druck im Störungsfalle vermindert wird. Ein weiteres Mittel zur Herabsetzung der Durchschlagsfestigkeit des Isolierstoffes kann darin bestehen, daß eine Hilfsfunkenstrecke verwendet wird, die das Isoliermittel in der Hauptfunkenstrecke, beispielsweise Luft, ionisiert und somit das Ansprechen bewirkt.A spark gap can be used to ground the high-voltage side that are isolated during normal operation and only in the event of a malfunction is influenced that a rollover takes place, and so quickly that at another No damage whatsoever. The flashover at the spark gap can be triggered in the event of a malfunction that the electrodes are moved against each other so that: the space between them is reduced. Such a one Movement of the electrodes can be mechanical as well as hydraulic or pneumatic drive means. Furthermore, the creation of a Flashover in the spark gap is possible by various means the dielectric strength of the insulating material between the electrodes of the spark gap is reduced. Such a reduction in dielectric strength is, for example possible in that compressed gas, preferably air, is used as the insulating medium will; whose pressure is reduced in the event of a fault. Another means of belittling the dielectric strength of the insulating material can consist of an auxiliary spark gap is used, which is the insulating agent in the main spark gap, for example Air, ionized and thus causes the response.

An Hand der Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele - der Schutzvorrichtung @dargestellt.With reference to the figures are different embodiments - the protective device @shown.

Fig, i zeigt die Bewegung der Elektroden der Funkenstrecke durch eine mechanieche Federeinrichtung. Die Elektroden t2 bis 5 werden durch die Feder 7 mittels des aus Isoliermaterial bestehenden Betätigungsgestänges 8 derart gedreht, daß sich der Zwischenraum zwischen den Elektroden z und 6 verringert. Die Auslösung der Federkraft kann durch einen Aislösemagnet g erfolgen, welcher auf dem eingangs beschriebenen Wege Spannung erhält; in Fg. 12 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Bewegung der Elelztroden der Funkenstrecke durch hydraulische oder pneumatische Antriebsmittel erfolgt. In eurem Schutzrohr aus Isolliermaterial. i befinden sich die beiden Elektroden 2 und 3 der Funkenstrecke. Die Elektrode 2 ist mittels einer Stange 4 an dem Kolben 5 befestigt, welcher beispielsweise durch Preßluft in dem Zylinder 6 bewegt werden kann. Die Auslösung des Antriebsmittels, beispielsweise der Preßluft, kann durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil? erfolgen, welches in- der Druckleitung 8 angeordnet ist; Fib. 3 zeigt eine Anordnung zur Druckverminderung des als Isoliermittel zwischen den Elektroden der Funkenstrecke verwendeten komprimierten Gases. Die beiden Elektroden 2 und 3 sind diesmal fest in dem Hohlkörper u angeordnet. Ein elektromagnetisch gesteuertes Entlüftungsventil 4 bewirkt im Störungsfalle die Herabsetzung des Gasdruckes; in Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Durchschlagsfestigkeit des Isolierstoffes infolge Ionisation mittels einer Hilfsfunkenstrecke bewirkt wird. Auch hier befinden sivali in einem Hohlkörper i die beiden Hauptelektroden :2 und 3 der Funkenstrecke. Eine Hilfselektrode 4. erhält ihre Spannung ge;enüber der Hochspannungselektrode2 von einem Wnderstand 5, welcher im Stromkreis angeordnet ist. Der durch die Potentialerhöhung bewirkte höhere Sekundärstrom ruft an diesem Widerstands einen erhöhten Spannungsabfall ,hervor, welcher eine Zündung .der Hilfsfunkenstrecke bewirkt. Die durch den Hilfsfunken 'hervorgerufene Ionisation zündet sofort die Hauptfunkenstrecke und entlädt das Hochspannungssystem.Fig, i shows the movement of the electrodes of the spark gap through a mechanical spring device. The electrodes t2 to 5 are by means of the spring 7 of the actuating rod 8 made of insulating material rotated so that the gap between electrodes z and 6 is reduced. The release of the spring force can be done by an Aislösemagnet g, which is based on the above-described Ways to get tension; FIG. 12 shows an arrangement in which the movement the Elelztroden of the spark gap by hydraulic or pneumatic drive means he follows. In your protective tube made of insulating material. i are the two electrodes 2 and 3 of the spark gap. The electrode 2 is attached to the piston by means of a rod 4 5 attached, which can be moved in the cylinder 6, for example, by compressed air can. The triggering of the drive means, for example the compressed air, can be done by an electromagnetically controlled valve? which takes place in the pressure line 8 is arranged; Fib. 3 shows an arrangement for reducing the pressure of the insulating means compressed gas used between the electrodes of the spark gap. The two This time electrodes 2 and 3 are fixedly arranged in the hollow body u. One electromagnetic controlled vent valve 4 causes the gas pressure to be reduced in the event of a malfunction; In Fig. 4 an arrangement is shown in which the dielectric strength of the Insulating material is effected as a result of ionization by means of an auxiliary spark gap. Here, too, the two main electrodes are sivali in a hollow body i: 2 and 3 of the spark gap. An auxiliary electrode 4. receives its voltage via the high-voltage electrode2 from a Wnderstand 5, which is arranged in the circuit. The one through the potential increase The resulting higher secondary current causes an increased voltage drop across this resistor , which causes an ignition of the auxiliary spark gap. The one through the auxiliary spark 'caused ionization immediately ignites the main spark gap and discharges the High voltage system.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es läßt sich stattdessen eine schnelle Erdung :der Hochspannungsseite noch auf verschiedene andere Arten ermöglichen, z. B. durch Bewegung der Funkenstrec'ken-A.*troden mittels elektrischer Magnete.The invention is not limited to the illustrated embodiments limited. Instead, a quick grounding can be used: the high-voltage side still allow in various other ways, e.g. B. troden by moving the spark gap A. * by means of electric magnets.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for contact protection of high-voltage systems fed by a unit from the network, which work with a relatively low power consumption, in particular systems for electrostatic surface treatment, and which are automatically disconnected from the network on the low-voltage side when a fault occurs, characterized in that means are provided, when an object or person approaches the high-voltage part, preferably as a result of the field change in the vicinity of high-voltage potential leading, spraying parts of the system and ground the high-voltage side before: Switching off the low-voltage side.

2. Device according to claim i, characterized; that arranged in the high voltage side a spark gap whose electrodes are moved against each other in the event of a fault, until the flashover he follows.

3. Device according to Claim.- "characterized by mechanical; hydraulic or pneumatic drive means for moving the electrodes. 4 ..

Device according to Claim i, characterized in that a spark gap in the high-voltage side is arranged and means are provided that the dielectric strength of the insulating material lower the spark gap between the electrodes. .

contraption according to claim @;., characterized in that compressed gas, preferably air is provided, whose di-uclc reduction makes it possible to respond to the radio link causes.

6. Apparatus according to claim 4, characterized by an auxiliary spark gap, the response of the main spark gap by ionization of the insulating medium, for example of the air.