DE933822C - Schaltanordnung zum Schutze elektrischer Stromkreise gegen unerwuenschte Stromaenderung - Google Patents

Description

• Schaltanordnung zum Schutze elektrischer Stromkreise gegen unerwünschte Stromänderung Es, isst bekannt, in, Wechsed.stromkreise:n zur, Erleichterung von Unterbrechungsvoirgängen: eine Schaltdrossel mit beim Nennstromwert hoichgesättigtem Magnetkern, anzuordnen,, durch dessen. Entsä,ttigun:g in: der Nähe des. Stromnullwertes eine s.tro:mschwache Pause hervorgerufen wird., während welcher sich der Strom nur wenig und mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit als vor- und nachher ändert. Es. ist ferner vorgeschlagen worden, das magnetische Verhaften der Schaltd:ressel durch Vormagnetisierung mit Gleich- oder Wechselstrom zu steuern, soi d.aß die Sättigung bei einem, anderen Augenblickswert des Stromes als ohne Vo:rmagnetisierungeintritt, und dadurch beispielsweise die Lage der stromschwachen, Pause gegenüber denn Nulldurchgang des Stromeis, vorzuverlegen. Mit der vorliegenden wird die Aufgabe gelöst, beliebige elektrische- Stromkreise gegen. unerwünschte Stromänderung über einen willkürlich wä.hlbiarren Stromwert hinaus zu schützen. Es. ist bekannt, elektrische Stromkreise bzw. die in ihnen enthaltenen Geräte dadurch geigen: Kurzschlußs.tröme und andere Überlastungen zu schützen, daß Strombegrenzungswiderständevorgeschaltet werden, wozu bei Wechseilstrom beispielsweise auch Stroimbegrenzungsdrosseln verwendet werden können. Damit ist jedoch ein biestimmter Begren,-zungs,wert des, Stromes. nicht eindeutig festgelegt, sondern er ist abhängig von der Höhe der im Stromkreis -wirksamen Spannung und vom: den, übrigen mit dem Stromhegrenzungswi.derstand in, Reihe liegenden Widerständen,. Demgegenüber ermöglicht es die vorliegende Erfindung, beliebig verlaufende Ströme mindestens. vorübergehend an der übers.ahreitung eines, vowbes@timmten absoluten Gremzstromwertes, zu hindern. Erfindungsgemäß enthält der zu schützende Stromkreis eine Drossel mit einem Magnehkern, der bei normalem Stromwiert durch Vormagnetisierung gesättigt ist und sich bei Über- oder Unterschreitung eines durch die Voirmagnetisierung festgelegten Grenzwertes, dein Stromes. entsättigt. Im ungesättigten Zustand hast dann .die Drossel einen sehr hohen induktiven Widerstand,', und, der Strom kann sich bis zur Erreichung der anderen. S ättigungsgrenze narr um denn zur Änderung- desl Flusses. zwischen dien beiden Sättigungswerten erforderlichen Differenzbetrag der Durchflutung ändern. Da, dieser Differenzbetrag' bei magnetisch hochwen-tigen EisensoTten sehrklein isst, kann auf dieses Weise der Strom min:cIes.tens, eiine Zeitlang armnähernd -konstant gehalten wenden. Es, empfiehlt sieh, den Drosselkern aus einem solchem, magnetischen Werkstoff herzustellen, daß seine, Magnetisierungskennlinie scharfe Sättigungsknicke aufweist. Die Zeit, während: weldier der Strom auf diese Weise annähernd konstant geha,lten werden kann, ist .identisch mit der zur Umsättigung des: Drosselkernes, erforderlichen Zeit und somit einerseits vom Spamnungszeitintegr-a,1 der an der Drossel wirksamen Spannung und andererseits vom Querschnitt dies. Drosselkerns und der- Winr dungszahl der Drosselspule, abhängig. Dies Möglichkeit, daß nach; vorühergehender Strombegrenzung die jenseitige Sä,ttsganngsgrenze überschritten und den- Anstieg des, Stromes fortgesetzt wird, isst nur dann gegeben., wenn, ein größeres. Spannnungsz,eitintegrail zur- Verfügung steht, ails. zur Umsättigung der Drossel erforderlich ist. In diesem: Fallei kann die Zeit, während welcher der Strom annähernd konstant, gehalten wird, dazu ausgenutzt werden, um. einen seIbs.ttätigen: Schutzschalter ausdÖsen zu lassen, der den Stromkreis unterbrlicht, bevor die jenseitige Sättigungsgrenze der DTOIssel erreicht ist.
• Die Schutzwirkung kann: bei, gegebener Drossel noch dadurch erhöht werden, daß in Reihe mit der vormagnetisierten Drossel ein Kondensator mit paxalleilen ohmschen Widersitänden angeordnet wird. Der Kondensator bewirkt dann den: Schutz des Stromk -eaises,, nachdem sieh die Drossel in umgekehrtem Sinne gesättigt und damit ihre Schutzwirkung wieder eingebüßt hat. Auf diese Weise kommt man, mit einer kleinen Drossel aus. Zu, der Drossel kann, zur Erleichterung ihrer Ummagneitisierung ein großer- Widerstand parallel geschaltet stein.
• Mit Hilfe einer weiteren, anders vOrmagnetisierten Drossel kann der Strom nicht bloß nasch oben, sondern auch nach, unten begrenzt werden. Auf diese Weise kann, eine zweite Grenze für dien. Stromverlauf festgelegt und dadurch der Strom innerhailbi einfies im voraus. bestimmten Bereichs gehiadten werden.
• Stromkreise, de einseitig gerichteten Strom führen, beispielsweise weil sie ein Entladungsgefäß enthalten., können, gegen Kurzsahlußströmej dadurch, geschützt werden, d;aß die Drossel durch eine dem Strom des zu. schützenden, Kreises entgegenwirkende Vormagnetisserung imt noirrnaaen Strombereich -gesättigt- ist, so daß sie den Strom. ungehindert dur'chläßt. Will aber der- Stroms darüber hinaus, ansteigen!, soi entsä ttigt .sich die Drossel und wird dadurch wenigstens so lange als großer induktiver Widerstand wirksann, bis, der Kurzschluß etwa an anderer Stelle abgeschaltet wird. Von besonderem Vorteil kann die Anwendung eines derartigen, Überlastungsschutzes auch bei kleinen und empfindlichen Geräten der Schwachstrom- und Fernmaddetechnik sein, die schon durch sehr kurzzeitige Überlastungen gefährdet werden können.
• Es ist ferner möglich, innerhadbi eines. von einer Weehseispannung gespeisten Stromkreises dien Ström periodisch für die Dauer eines bestimmten 'Zeitteiles. einer- Periode in vorbestimmter Größe unveränderlich aufredvtzuerhaiten, indem, eine vormagnetisierte Drossel mit scharfem, Sättigungsknick angewendet wird, deren Eisenquerschnitt so groß sein muß, wie es der gewünschte Zeitteil erfordert. Mit der Höhle der VOTm,agnetis.ierung kann. hierbei die absolute Höhe des zeitweise konstant gehaltenem Stromwertes. eingestellt werden. Ein derartiger Wechselstrom, mit zeitweise konstanten Augenblickswerten! kann für manche Zwecke verwendet werden,, für die sonst unterbrochener Gleichstrom erforderlich wäre. Gegenüber anderen Einrichitungen zur Erzielung eines Stromverlaufes mit annähernd trapezfärmigen Kurvenabschnitten ist die Verwendung einer vormagnetisierten Sättigungsdrossel besonders vorteilhaft, weil dabei jegliche bewegten Teile vermieden werden!.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung zum Schutze elektrischer Stromkreise geigen unerwünschte Strolm-änderung, gekennzeichnet durch eine in dem zu schützenden Stromkreis angeordnete Drosselspule, deren Kern eine Magnetisierungskennlinie mit scharfem; Sättigungsknicken aufweist, durch Vormagnetisierung bei normalen Stromwertem. gesättigt ist und sich bei Überschreitung eines durch die Vormagnetisi.erung festgelegten Grenzwertes: des Stromes entsättigt. a. Schaltanordnung nach Anspruch i, dar durch gekennzeichnet, daß in. dem zu schützendem, Stromkreis, eine zweite gleichartige Drosselspule angeordnet ist, deren Kern: durch Vormagnetisierung bei normalen, Stromwerten gesättigt ist und; sich bei UnteTsdlreütung eines durch die Vormägnetisierung festgelegten Grenzwertes des Stromes entsättigt. 3. Schaltanordnung nach Anspruch i oder a, gekennzeichnet durch einten mit der Sättigungsdro3.sedspule in Reihe liegenden Kondensaitor mit parallel geschaltetem ohmschem Widerstand. 4. Schaltanordnung nach Anspruch i, 2 oder3, gekennzeichnet durch einen während des unr gesättigten, Zustandes eines Drosselspule@nkernes ansprechenden Schutzschalter. 5. Schaltanordnung nach Anspruch r, da,-durch. gekenn.zeichn:et, da,ß bei einem mit Wech.-selstrom gespeisten Stromkreis. eine oder beide Halbwellen während eines durch die, Ouerschnittsbemessung des Drosselspulenkornes be stimmten Teiles der Periode auf einen durch die Höhe der Vormagnetisierung bedingten Wert trapezfärmig abgeflacht werden. 6. Verwendung der Schaltanoirdnung nach Anspruch r, 3, 4 oder 5 zum. Schutz vor Überlastung und Kurzschluß, z. B. für Entla,dungsgefäße und. empfindliche Geräte der Schwachstrom- und Fernmeldetechnik. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 94 787, 344 726, 709656.