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Röhrensenderanlage mit Uberstrom-Abschaltvorrichtung In- Senderöhren
großerLeistung, die mitAnodenspannungen von mehreren Kilovolt betrieben werden,
treten gelegentlich Überschläge auf, die einen Kurzschluß innerhalb des Elektrodensystems
darstellen, über welchen die Anodenspannung einen starken Strom treibt. Die dadurch
bewirkte Erhitzung von Elektroden kann so große Zerstörungen in der Röhre hervorrufen,
daß diese unbrauchbarwird. Deshalb werden Einrichtungen vorgesehen, welche die Anodenspeisespannung
beim Auftreten eines solchen Überschlages möglichst rasch abschalten. Solche Einrichtungen
sind z. B. Schmelzsicherungen auf der Hoch- oder Niederspannungsseite oder ein Schnellrelais
mit kurzer Ansprechzeit im AnodengleicUstromkreis, welches entweder die Gittersteuerwechselspannung
gittergesteuerter Anodenstromgleichrichter abschaltet oder demselben eine so große
negative Gittervorspannung erteilt, daß die Steuerwechselspannung nicht wirksam
wird und die -Gleichrichter vom nächsten Nulldurchgang der Netzwechselspannung an
gesperrt bleiben. Gelegentlich kommt jedoch sowohl am Schnellrelais als auch. in
dem Stromrichter eine. Störung vor, welche zur Folge hat, daß die Abschaltung der
Hochspannung erheblich langsamer erfolgt und die Senderöhre den Kurzschluß- oder
Überschlagsstrom wesentlich länger als vorgesehen führen muß. Die Abschalteinrichtungen
sind gewöhnlich so ausgebildet, daß nach einer einstellbaren Zeit, nach welcher
die Überschlagsstrecke in der Senderröhre erstionisiert ist, die
Anodengleichspannung
selbsttätig wieder an die Senderöhre angelegt wird. In diesem Falle wird also kein
Unterschied gemacht, ob die Senderöhre mit dem Überstrom kurze oder längere Zeit
belastet war. Wird aber die Senderöhre infolge vorn Mängeln am Schnellrelais in
der Gleichrichteranlage oder im Primärschütz mehrmals längerenüberlastungen ausgesetzt,
so geht sie rasch zugrunde. Die vorliegende Erfindung bezweckt die Anzeige von länger
dauernden Überlastungen der Senderöhre, damit das Überwachungspersonal dadurch veranlaßt
wird, die außerhalb der Senderöhre liegenden Störungen. zu beheben, und, eine Wiederholung
einer länger dauernden Überlastung verhütet wird.
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Die Erfindung betrifft somit eine Röhrensenderanlage, deren Anodenspannungsqüelle
beim Auftreten von. Überströmen in der Senderöhre abgeschaltet wird, und besteht
darin" daß ein Überwachungsgerät zur Messung der Zeitdauer des Überstromflusses
vorgesehen ist, welches beim Überschreiten einer eingestellten Strömflußdauer ein
Warnungszeichen auslöst und, bzw. oder eine Verriegelung betätigt, welche,das sofortige
Wiedereinschalten der Anodenspannung verhindert. Dadurch wird das Biedienungspersonal
veranlaßt, die Abschalteinrichtung zu überprüfen und dort vorhandene Fehler zu beseitigen-,
so daß. beim nächsten Überschlag wieder eine rasche Abschaltung der Hochspannung
gewährleistet ist. Dadurch wird eine Verkürzung .der Lebensdauer der kostspieligen
Senderöhre durch eine wiederholte, unzulässig lange Belastung mit Überströmen- verhindert.
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Die Erfindung soll nunmehr an Hand der Zeichn,ung näher erläutert
werden. Abb. i zeigt ein schematisches Schaltbild einer Senderanlage, welche eine
Überwachungseinrichtung gemäß der Erfindung enthält. Die Netzwechselspannung wird
über ein Primärschütz i diem Hochspannungstransformator a zugeführt, dessen. Sekundärwicklungen-
die gittergesteuerten Gleichrichter 3 speisen, welche die Anodengleichspannung für
den Sender liefern. Diese wird über ein die Drossel 5 und den Kondensator 6 enthaltendes
Siebglied der Senderöhre 7 zugeführt. An d;-,m im Anodengleichstromkreis liegenden
Widerstand 8 wird ein dem durch die Senderöhre fließenden Strom entsprechender Spannungsabfall
abgegriffen und dem Überwachungsgerät 9 zugeführt. Dieses betätigt, sobald _ein,
Überstrom länger als eine bestimmte, aus Erfahrungswerten ermittelte Zeit fließt,
die Gittersteuereinrichung q. und das Primärschüz i derart, daß -nicht nur die Hochspannung
abgeschaltet wird, sondern auch die Gittersteuereinrich'tung nicht selbsttätig wieder
eingeschaltet wird. Gleichzeitig wird zweckmäßig ein Warnsignal ausgelöst, welches
dem Bedienungspersonal zu erkennen gibt, daß eine Störung mit unzulässig langem
Überstromfluß vorliegt. Die Wiedereinschaltung der Anlage ist erst dann erlaubt,
wenn -der Fehler in der Gleichrichteranlage bzw. in,der Abschalteinrichtung behoben
ist. Wenn die Einschaltung der Anlage nicht durch eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung,
sondern durch Handbetätigung von Schaltern erfolgen soll, so ist es zweckmäßig,
durch das Überwachungsgerät eine Verriegelung betätigen zu lassen, welche ein gedankenloses
Einschalten verhindert und dem Bedienungspersonal Veranlassung gibt, vor Entriegelung
des Schalters die Anlage zu überprüfen.
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Da auch ,die unzulässig langen- Überstromzeiten an sich sehr kurz
sind, beispielsweise nur Bruchteile einer Sekunde betragen, ist es zweckmäßig, in
dem Überwachungsgerät von der Zeittransformation Gebrauch zu machen-, d. h. aus
dem Überstromfluß einen, Vorgang abzuleiten, welcher länger als dieser dauert bzw.
eine leicht auszuwertende Eigenschaft aufweist, die der Dauer des Überstromflusses
verhältnisgleich ist. An die Proportionalität brauchen im allgemeinen: keine strengen
Anforderungen gestellt zu werden, weil bei der Wahl des Schwellwertes, bei dessen.
Überschreitung das Überwachungsgerät ausgelöst wird, ein hinreichend großer Sicherheitswert
berücksichtigt werden kann.
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In Abb. z ist längs der Abszissenachse die laufende Zeit t und längs
der Ordinatenaclhse der Anodenstromfluß T aufgetragen-. Im ungestörten Betriebszustand
fließt der Anodenstrom Tn, im Zeitpunkt t1 erfolgt ein Überschlag. Der Anodenstrom
steigt zunächst steil zu einem gewöhnlich durch einen Begrerizerwi.derstand bestimmten
Spitzenwert an und, geht dann auf einen niedrigeren Wert zurück, der aber noch immer
beträchtlich .größer als die normale Betriebsstromstärke .T" ist. Das Gitter des
Gleichrichters 3 möge mittels eines Schnellrelais innerhalb einer sehr kurzen Zeit
von. beispielsweise 3 ms nach Beginn eines Überschlages verriegelt werden, jedoch
fließt längere Zeit, z. B. 25 ms, @veiterhin Strom, da die in der Drossel
5 gespeicherte Energie noch über die Senderöhre abfließt. Im Zeitpunkt t2 fällt
der Anodenstrom auf den Wert Null. Der Zeitunterschied t2 t1 = T. ist demnach
die zu messenile Zeit. Ist diese kürzer als diese sogenannte Ansprechzeit T", so
soll das Überwachungsgerät nicht in Tätigkeit treten und einer selbsttätigen Wiedereinschaltung
der Hochspannung nichts imWege stehen. Wenn derüberschlagsstrom aber bis zum Zeitpunkt
t, fließt, ist die zu messende Zeit T,,">Ta und eine Wiedereinschaltung der Hochspannung
nur nach Überprüfung der Gleichrichteranlage des Schnellrelais, des Primärschützes
usw. erlaubt.
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Denselben zeitlichen Verlauf wie der Anodenstrom hat auch der am Widerstand
8 auftretende Spannungsabfall. Die Auswertung dieses Spannungsverlaufs erfolgt derart,
daß ein Kondensator währende der Überstromdauer mit gleichbleibender Stromstärke
.geladen wird und beim Überschreiten einer bestimmten Spannung, welcher der Ansprechzeit
T, zugeordnet ist, einen Entladungsstrom zum Fließen bringt, insbesondere eine Glimmentladungsstrecke
zündet und dadurch mittels eines Relais eine Warn- und eine Verriegelungseinrichtung
betätigt. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb.3. Die am Widerstand 8 abfallende Spannung
treibt durch die im Sättigungsbereich arbeitende Strombegrenzerröhre io einen Strom,
dessen Stärke trotz des unregelmäßigen zeitlichen Verlaufs des Überstromes
konstant
bleibt, in den Kondensator i i und lädt diesen. auf. Die Spannung am Kondensator
steigt somit proportional mit der Zeit an. Der Kondensator ist überbrückt durch
die Reihenschaltung einer Glimmentladungsstrecke 13 und der Feldwicklung eines Relais-
1q.. Sobald die Kondensatorspannung die Zündspannung der Glimmentladungsstrecle
erreicht, was am Ende der Ansprechzeit T, geschehen soll, zündet die Glimmentladungsstrecke,
so daß durch die Feldwicklung des Relais 14 Strom fließt und der Anker angezogen
wird, welcher einen dauernden Stromfluß aus der Spannungsquelle 15 über die Warneinrichtung
16 'herstellt. Die Warneinrichtung gibt ein akustisches oder optisches Signal und
bewirkt zweckmäßig eine Verriegelung der Gittersbeuereinrichtung und des Primärschützes,
so daß eine selbsttätige oder gedankenlose Wiedereinschaltung der Anlage nicht möglich
ist.
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An Stelle des die Glimmentladungsstrecke 13. und das Relais 14 enthaltenden
Stromzweiges kann auch ein elektrostatischer Spannungsmesser treten, dessen Ausschlag
der Aufladezeit des Kondensators i i verhältnisgleich ist. Bei hinreichend großer
Entladungszeitkonstante dies Spannungszeigers kann man an dem Ausschlag, dem eine
in Zeiteinheiten geeichte Einteilung zugeordnet sein kann, die Dauer !des Stromflusses
ablesen. Man kann ferner an dem Spannungszeiger auch einen Kontakt vorsehen, der
beim Überschreiten -eines bestimmten Ausschlages geschlossen wird und eine Alarm-bzw.
Verriegelungseeinrichtung auslöst.
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In der Schaltung gemäß Abb. 3 wird der Kondensator i i durch den im
ungestörten Betrieb fließenden Anodenstrom teilweise aufgeladen, so daß der beim
Auftreten eines Überstromes vorliegende Ladungszustand nicht vom Überstrom allein
herrührt und daher der Dauer des Überstromes nicht genau verhältnisgleich ist. Dieser
Unterschied stört im allgemeinen nicht, sofern durch eine passende Bemessung des
Sättigungsstromes der Begrenzerröhre io dafür gesorgt wird, daß der in dem Kondensator
i i fließend., Dauerstrom wesentlich schwächer ist als der einen Überstrom begleitende
Ladestrom und daß die durch die Kapazität des Kondensators i i und den Wert des
Z@'iderstandes i2 bestimmte Zeitkonstante groß ist gegenüber der voraussichtlichen
Dauer des Ü berstromflusses. Legt man jedoch Wert auf eine genaue Bestimmung der
Dauer des Überstromflusses, so läßt sich auch diese mittels der in Abb.-I dargestellten
Anordnung erreichen. Dort ist der Kondensatorkreis mit dem im Anodenstromkreis der
Senderöhre liegenden Widerstand 8 über eine gas- oder dampfgefüllte Relaisröhre
17 gekoppelt, welche erst beim Auftreten eines Überstromes gezündet wird.
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Zweckmäßig wird. eine gitt.°rgesteuerte Relaisröhre verwendet, um
einen genauen Zündeinsatz zu gewährleisten.. Der nach der Zündung am Kopplun,swiderstand
18 auftretende Spannungsabfall treibt den Ladestrom für den Kondensator i i durch
die Be.grenzerröhre io. Die Aufladung beginnt somit erst im gleichen Zeitpunkt wie
der überstromfluß selbst, so daß der Aufladungszustand des Kondensators derDauerdesüberstromflussesgenau
verhältnisgleich ist, wobei wieder vorausgesetzt wird, daß die Begrenzerröhre io
im Sättigungsbereich arbeitet. Sobald die Aufladespannung des Kondensators so groß
geworden ist, daß die vorn dem ihm parallel geschalteten, als Spannungsteiler ausgebildeten
Widerstand 12 abgegriffene Spannung ausreicht, um die dem Gitter einer weiteren.
gas- oder dampfgefüllten Hilfsröhre 21 voneiner Spannungsquelle i9 über den. Gitterwiderstand
20 zugeführte Sperrspannung aufzuheben, wird die Hilfsröhre 21 leitend und schließt
den die Spannungsquelle 22 und die Feldwicklung eines elektromagnetischen Relais
23 enthaltenden Hilfsstromkreis; die Klemmenspannung ,der Spannungsquelle 22 muß
natürlich größer als die Brennspannung dieser Röhre sein. Der Anker des Relais 23
setzt eine Alarmanlage in Gang und betätigt eine Verriegelungseinrichtung, die das
selbsttätige Wiedereinschalten der Hochspannung verhindert. Die Hilfsröhre 21 bleibt
gezündet, solange ihr Anodenstromkreis geschlossen ist. Will man die Verriegelung
aufheben, so muß man diesen. Anodenstromkreis mittels des Schalters 2.I kurzzeitig
unterbrechen. In Abb. q. ist die Steuerelektrode der Relaisröhre 17 über einen Gitterwiderstand-
25 und eine einstellbare Spannungsquelle 26 mit der Kathode verbunden. Abb. 5 zeigt
eine Abwandlung dieses Teiles,der Schaltung, gemäß welcher ein Abschnitt des Widerstandes
8 in den Gitterkreis der Relaisröhre einbezogen ist. Durch Änderung des Abgriffes
27 läßt sich eine An passung des Zündpunktes an die Stärke des betriebsmäßigen Anodengleichstromes
erreichen.