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AT93876B - Einrichtung zum Schutz der Isolation elektrischer Maschinen und Apparate gegen Beschädigung durch Überspannungen. - Google Patents

Einrichtung zum Schutz der Isolation elektrischer Maschinen und Apparate gegen Beschädigung durch Überspannungen.

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Publication number
AT93876B
AT93876B AT93876DA AT93876B AT 93876 B AT93876 B AT 93876B AT 93876D A AT93876D A AT 93876DA AT 93876 B AT93876 B AT 93876B
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AT
Austria
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spark gap
voltage
machines
overvoltages
spark
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Application number
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English (en)
Original Assignee
Aeg Union Elek Wien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Application filed by Aeg Union Elek Wien filed Critical Aeg Union Elek Wien
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Publication of AT93876B publication Critical patent/AT93876B/de

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



   Erhöhung der Netzspannung und   Vergrösserung   der Masehineneinheiten, die in neuerer Zeit angestrebt werden, steigern sowohl die Gefahr der Beschädigung der Maschinen und Apparate als auch die Kostspieligkeit des Schadens selbst, der bereits schon durch einen einzigen Durchschlag der Isolation entstehen kann. Um so dringlicher ist das Bedürfnis der Technik, einen wirklich zuverlässigen und eindeutig ansprechenden   Überspannungsschutz   zu besitzen. 



   Bei den bisher bekannten Schutzeinrichtungen trifft diese Bedingung nicht zu. Man verwendete mit Erde verbundene Überspannungsableiter z. B. Hörnerableiter oder andere Funkenstrecken mit 
 EMI1.2 
 nach gewissen Zeitintervallen unschädlich gemacht wurden. 



   Nach der Erfindung soll der   Überspannungsschutz   so wirken, dass auf jeden Fall die Überspannung 
 EMI1.3 
 Maschinen bzw. Apparate abschaltet. 



   Das schnelle Ansprechen der Funkenstrecke wird durch homogene Gestaltung des elektrischen Feldes, durch Ionisierung oder durch sonstige die Entladungserscheinungen beeinflussende Mittel erreicht, die an sich für andere Zwecke bekannt sein können. 



   Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann man beim Durchschlagen der Funkenstrecke ausser der schnellen Abschaltung der Maschinen oder Apparate auch schnelle   Feldschwächung   derselben her-   beiführen.   Unter Umständen ist auch eine automatische Abstellung der Kraftmittelzufuhr für die Antriebmaschine vorteilhaft. 



   Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für den Schutz elektrischer Maschinen, welche mit Transformatoren verbunden sind. Da hier die Gefahr besteht, dass infolge Beschädigung eines Transformators die Hochspannung'auf die Niederspannungsseite übertritt und so ein Durchschlagen des Generators herbeiführt, würde ein   Überspannungssehutz nicht genügen,   wenn man ihn an der Hochspannungsseite anordnet. Die Erfindung trägt auch diesen Gefahren Rechnung, indem bei derartigen Anlagen die Funkenstrecke auf der Niederspannungsseite des Transformators angeordnet wird, die Abschaltung beim Durchschlagen der Funkenstrecke aber durch automatische Betätigung eines auf der Hochspannungsseite des Transformators liegenden Schalters erfolgt. 



   An Hand der Fig. 1 möge das Wesen der Erfindung bei einem Ausführungsbeispiel erläutert werden, u. zw. ist hier eine Einrichtung zum Schutz eines Drehstromgenerators dargestellt, der auf einen Transformator arbeitet und dessen Nullpunkt geerdet ist. 



   Der= Generator a, dessen Feldwicklung b durch die Erregermaschine c erregt wird, speist einen Transformator d,   dessen Niederspannungsseite   mit   eund dessen Hochspannungsseite mit/* bezeichnet   sind. 



   Parallel zu dem zu schützenden Generator ist eine Funkenstrecke angeordnet, u. zw. auf der Niederspannungsseite des Transformators. Diese Funkenstrecke kann entweder in einem mit einem 

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   flüssigen Dielektrikum, z. B. Öl, angefüllten Behälter gl, in freier Luft oder in einem sonstigen Gas angeordnet sein. Zur Begrenzung des bei einem Überschlag der Spannung fliessenden Stromes sind die mit Erde E verbundenen Elektroden in an sich bekannter Weise an Widerstände h angeschlossen. Die Elektroden, zwischen denen die Funkenstrecke gebildet ist, sind beispielsweise als Kugelflächen von grossem Radius hergestellt. Man kann aber auch einer solchen Kugelfläche gegenüber eine ebene Fläche anordnen. 



  Durch diese Konstruktion der Elektroden wird erzielt, dass das elektrische Feld an der in Betracht kommenden Stelle Homogen ist und die Zeitverzögerung des Überschlages gegenüber andern bekannten Konstruktionen verringert wird. Zur weiteren Verminderung der Zeitverzögerung kann die Funkenstrecke g durch besondere Einrichtungen, welche auf der Zeichnung nicht dargestellt sind. künstlich ionisiert werden. Es kann dieses beispielsweise durch Beleuchtung mit ultravioletten Strahlen oder Röntgenstrahlen, durch Anbringung von Radiumpräparaten oder andere bekannte Mittel geschehen. 



  Damit der für die Gefahr des Durchschlagen der Genoratolisolation massgebende Zeitwert nicht erreicht wird, ist eine auf die Überschlagsspannung oder, wie in der Zeichnung dargestellt. auf den über die Funkenstrecke nach Erde fliessende Strom ansprechende Einrichtung i vorgesehen, die etwa nach Art eines empfindlichen Spannungs-bzw. Stromrelais ausgeführt sein mag und welche die Aufgabe hat, die schnelle Abschaltung oder statt oder ausser dieser Massnahme die Enterregung des Generators herbeizuführen. 



  Wenn nun die Hochspannung von der Hochspannungsseite f auf die Niederspannungsseite übertritt, wird momentan die Funkenstrecke durchschlagen. Der zur Erde fliessende Strom erregt die Relaiseinrichtung i, welche ihrerseits bei k den Kontaktschluss eines Auslösestromkreises herbeiführt, in welchem das Auslöseorgan für den Hauptölschalter m und das Auslöseorgan n für die Abschaltung der Erregung   
 EMI2.1 
 kann, wie in dem Schaltbild dargestellt, von der Erregermaschine e oder auch einer beliebigen Hilfsstromquelle entnommen werden. Je schneller die Abschaltung vor sich geht, um so geringer wird die
Gefahr sein, dass ein Durchschlagen der Maschinenisolation stattfindet.

   Aus diesem Grunde wird man nötigenfalls von der Verwendung eines Relais oder ähnlichen Zwischengliedes absehen und den über die
Funkenstrecke fliessenden Strom unmittelbar zur Abschaltung oder Enterregung verwenden. 



   Die dargestellte Anordnung ist nur ein Beispiel für die Ausführung des Erfindungsgedankens. 



  An Stelle   der zuschützenden Isolation des Generatorsa(tkannnatürlichauch   jede andere Isolation fester oder   flüssiger Beschaffenheit m   Frage kommen, ebenso wie an Stelle des Generators durch die Erfindung auch andere elektrische Maschinen oder Apparate wirksam gegen Überspannungen geschützt werden können. 



   Ferner kann der   Betätigungsmechanismus   beliebiger bekannter Art sein. 



   Es ist nun nicht immer erwünscht, dass beim Auftreten einer Überspannung jedesmal die Abschaltung der Maschinen und Apparate bzw. die Enterregung oder beides stattfindet ; ganz besonders würde diese Betriebsunterbrechung störend empfunden werden, wenn die Schutzeinrichtung bei Gene- ratoren zur Anwendung kommt, die ein ausgedehntes Netz mit Strom versorgen, und wenn   ein hinläng-   licher Ersatz für den abgeschalteten   Stromerzeuger   nicht vorhanden ist. 



   In vielen Fällen des Auftretens von Überspannungen ist ein Abschalten der Apparate und Maschinen auch nicht erforderlich und ein einfacher Spannungsausgleieh für den Schutz der Isolation ausreichend. 



   Nach der weiteren Erfindung soll daher ausser der parallel zur zu schützenden Isolation angeordneten 
 EMI2.2 
 



   In den Fig. 2 und 3 ist als Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Einrichtung zum Schutz eines auf einen Transformator arbeitenden Drehstromgenerators dargestellt, dessen Nullpunkt geerdet ist. 



    Die Bezugsbuchstaben entsprechen denjenigen der Fig. 1. Ausser. der parallel zu der zu schützenden   Isolation angeordneten Funkenstrecke g ist eine weitere Funkenstrecke o vorgesehen, deren   Überqchlags-   spannung unterhalb derjenigen der Funkenstrecke g liegt. Die Elektroden p sind über Widerstände q, welche ebenso wie die Widerstände h zur Begrenzung des nach Erde fliessenden Stromes dienen, unmittelbar mit Erde verbunden. Bei der Einrichtung nach Fig. 2 ist in   db Erdleitung   der Funkenstrecke o ein der Einrichtung i entsprechendes Organ, welches die Abschaltung des Ölschalters m oder die Aberregung der   Erregermaschine   c bewirkt, überhaupt nicht geschaltet. 



   In allen Fällen wird beim Auftreten von Überspannungen bestimmter Höhe die   Funkrnstrrcke 0   durchschlagen und einen   Spannungsausgleich   herzustellen bestrebt sein. Der Überschlag bei der Funken-   strecke g wird aber nur dann bzw. erst dann erfolgen, wenn die Grösse der Überspannung einen bestimmten höheren Wert erreicht hat.

   Dann ist aber auch die Ausschaltung des Ölschalters m bzw. die Aberregung der Erregermaschine e notwendig und es geschieht dieses momentan in der oben beschriebenen Weise,   indem der über g nach Erde fliessende Strom den Kontaktschluss der Relaiseinriehtung i herbeiführt 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
Unter Umständen kann es von Vorteil sein, dass auch die zusätzliche Funkenstrecke eine Abschaltung oder Enterregung der Maschine oder beides bzw. eine Abschaltung der Apparate hervorruft, nämlich dann, wenn die Zeitdauer der Überspannung, deren Höhe nicht ausreicht, um die Abschaltung durch Vermittlung der   Funkenstrecke g   zu bewirken, einen bestimmten, für die Gefahr des Durchschlagen der festen oder flüssigen Isolation massgebenden Wert erreicht hat.

   Man wird dann in die von der Funkenstrecke 0 nach Erde führende Leitung ein mit einstellbarer Zeitverzögerung ausgestattetes Relais einschalten, welches nach Ablauf der festgesetzten Zeitdauer die Betätigung der Auslöseorgane   I   für den Hauptschalter und n für die Aberregung herbeiführt. 



   Anstatt dieses mit einstellbarer Zeitverzögerung versehene Relais in die gemeinsame Erdleitung der Elektroden q zu verlegen, kann man auch die Anordnung entsprechend Fig. 3 der Zeichnung treffen, indem man jede der Elektroden über eine derartige Relaiseinrichtung r, welche hier beispielsweise als Hitzdrahtvorrichtungen dargestellt sind, mit der Erdleitung verbindet und die Kontakte vorteilhafterweise parallel zueinander und auch parallel zur Kontaktstelle k des Relais   i   schaltet. Dadurch wird erreicht, dass auf jeden Fall bei längerer Zeitdauer der Überspannung, gleichgiltig ob der Spannungausgleich nach Erde oder zwischen den Phasen erfolgt, die Auslöseorgane   ! und M   erregt werden und damit die Abschaltung des Ölschalters m und die Aberregung der Erregermaschine vor sich geht. 



   Das Ansprechen der bisher beschriebenen Vorrichtungen ist bei höheren Spannungen mit ausgedehnter Flammenbildung verbunden, die namentlich dann, wenn der Dämpfungswiderstand zwecks möglichst schneller Vernichtung der Überspannungsenergie sehr klein gewählt oder ganz fortgelassen ist, einen   unzulässigen   Umfang annehmen und zur Beschädigung der Vorrichtungen führen kann. 



   Im folgenden ist nun eine neue Einrichtung beschrieben, die es ermöglicht, auch bei sehr hohen Spannungen derartige Schutzvorrichtungen, insbesondere   Funkenstrecken   beliebiger Art anzuwenden, da dabei einer unzulässigen Ausdehnung der Flammenbildung von vorneherein vorgebeugt wird. Man erreicht dieses dadurch, dass man in an sich bekannter Weise durch homogene Gestaltung des elektrischen Feldes, künstliche Ionisierung oder durch sonstige Mittel zur Änderung der Entladungserscheinungen die Zeitverzögerung des Überschlages praktisch beseitigt und gleichzeitig den auftretenden Funken bzw. Lichtbogen unmittelbar nach dem   erfolgten Überschlage   gutleitend überbrückt und ihn so ohne Abreissen zum sofortigen Verlöschen bringt. 



   Mit der   Überbrückung   der Funkenstrecke wird gleichzeitig der Vorteil verbunden, dass die bei 
 EMI3.1 
 sehr klein gewählt oder ganz fortgelassen ist, einen unzulässigen Umfang annehmen und zur   Beschädigung   der Vorrichtung führen kann. Zu dem nämlichen Zweck hat man bereits aus Spitzen und Hörnern bestehende Überspannungsableiter mit   Kurzschlusseinrichtungen   ausgeführt. Diese Anordnungen haben aber nichts mit dem Erfindungsgegenstand zu tun, da durch sie nicht der Schutz erreicht wurde, der den auftretenden 
 EMI3.2 
 den Stromes bei dem Schaltbild nach Fig. 4 in an sich bekannter Weise an Widerstände A angeschlossen sind. Der Ohmwert der letzteren it klein, im Grenzfall, wie bei der Anordnung nach Fig. 5, gleich Null. 



   Verfolgt man zunächst den Arbeitsvorgang bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, so erkennt man, dass beim Durchschlagen der   FunkeI1. trecke g   der nach Erde fliessende Strom direkt oder unter Zwischenschaltung eines Stromwandler das in die Erdungsleitung eingeschaltete Relais   A   zum Ansprechen bringt, welches die Schliessung eines beispielsweise von der Batterie B gespeisten   Auslösestromkreises   bewirkt. Dadurch wird vermittelst des automatischen   Auslöseorganes i !   der   Hauptölschalter m abge-   schaltet und durch das   Auslöseorgan     n   die Enterregung oder Feldschwächung der En'egermaschine   c   und damit des Generators a vorgenommen. 



   Parallel zur Funkenstrecke g ist ein Schalter C angeordnet, der automatisch in Wirkung tritt, 
 EMI3.3 
 Funkenstrecke, so dass an Stelle des Funkens eine metallische Verbindung zwischen den Kugelelektroden entsteht, welche den Funken zum Erlöschen bringt. Zur automatischen Betätigung des Schalters C ist in dem in Fig. 4 dargestellten Schaltbild das Auslöseorgan D in den Stromkreis geschaltet, der von dem Relais A geschlossen wird.   Das Relais A. verbleibt   in seiner Einschaltstellung, auch wenn die Funkenstrecke 
 EMI3.4 
 wirkungslos und unterbricht den von der   Stromquelle-B gespeisten Auslösestromkreis, wodurch auch     der Überbrückungsschalter C   vermittelst der Spiralfeder G in der Offenstellung gebracht wird.

   Gleich- 
 EMI3.5 
 Generators und die Spiralfeder F des Hauptschalters   1n   die Einschaltung des letzteren. Die Wiederherstellung des Normalzustandes der Anlage erfolgt also nach Beseitigung der Überspannung selbsttätig. 

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   Während bei der Anordnung nach Fig. 4 die Überbrückung der Funkenstrecke in der Weise geschieht, dass jede der an die drei Phasen angeschlossenen Elektroden mit einer   gegenüberstehenden   Elektrode verbünden wird, kann man die Überbrückung mit dem gleichen Erfolg auch in der Weise vornehmen, dass man die drei an die drei Phasen angeschlossenen Elektroden oder drei mit ihnen in Verbindung stehende Kontakte einfach unter sich überbrückt. Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt 
 EMI4.1 
 den Schalter 0 kurzgeschlossen, sobald die Funkenstrecke g durchschlagen und das Relais   JL   durch den nach Erde fliessenden Strom erregt wird.

   Es wird dann   nämlich   das Auslöseorgan D zum Ansprechen gebracht, welches seinerseits die   Sperrklinke   für den Schalter 0 freigibt, so dass letzterer. der 
 EMI4.2 
 schliesst, ausgelöst werden. Bei der Anordnung nach Fig. 5 erfolgt die Abschaltung des Schalters m durch Höchst- oder Rückstromrelais t, welche an die in den einzelnen Phasen der Niederspannungsseite eingeschalteten Stromtransformatoren v angeschlossen und erforderlichenfalls mit Zeitverzögerungsein- 
 EMI4.3 
 wie bei dem in Fig. 4 gewählten Ausführungsbeispiel ;

   ebenso wird auch der Hauptschalter m von Hand wieder eingeschaltet. 
 EMI4.4 
 überschlagen vorgesehen werden, die entweder von dem nach Erde fliessenden Strom oder von der zwischen den Elektroden der   Funkenstrecke   g auftretenden Überspannung unmittelbar oder unter   Zwischenschaltung geeigneter Hilfsapparate   in Wirkung treten und die durch weitere mechanische oder elektrische Organe die Abschaltung des betreffenden Anlageteiles oder die Feldschwächung der betreffenden Maschine bewirken.

   Bei der Konstruktion des Schalters C bzw. seiner Auslöseorgane und der eventuell erforderlichen Hilfsapparate wird man darauf bedacht sein, das Zeitintervall vom Auftreten des Funken- überschlage bis zur metallischen Überbrückung auf ein   Minimum   herabzudrücken, um dem Funken keine Zeit zur Flammenbildung oder gar zum Abreissen zu geben. Bei einer mehrphasigen Anlage, z.

   B. einem Dreiphasensystem, haben Schutzvorrichtungen dieser Art den Nachteil, dass beim   Überbrücken   derselben ein heftiges Stossen bzw. beim Nichtvorhandensein von Dämpfungswiderständen ein Kurzschluss der 
 EMI4.5 
 Phasenleitungen mit einer ohne schädliche Zeitverzögerung ansprechenden Funkenstrecke in Verbindung gebracht wird, welche beim Ansprechen selbsttätig oder unabhängig von den Schutzvorrichtungen der andern Phasenleitungen   überbrückt   wird. 



   In den Fig. 6 und 7 bezeichnet a wiederum den mit seinem Nullpunkt über einen Widerstand 
 EMI4.6 
 nicht der Fall sein und nur der Durchschlag einer Funkenstrecke erfolgen, beispielweise wenn an einem Transformator ein Übertritt der Oberspannung auf die Unterspannung auf die Unterspannung an einer Phase eintritt. 



   Die Fig. 6 entspricht im übrigen der Fig. 4. In der Fig. 7 wird die Schwächung der Erregung beim Auftreten der Überspannung gleichzeitig durch die Überbrückungssehalter   01,   C2, C3 vorgenommen, 
 EMI4.7 
 bindung derselben aufheben. Da die Kontaktpaare y der drei Schalter in Serie geschaltet sind und die beiden letzten Kontakte mit dem Widerstand s in Verbindung stehen, so wird bereits beim Ansprechen eines Überbrückungsschalters C1, C2 oder C3 die Schwächung der Erregung herbeigeführt. Man könnte auch den Hauptschalter   m   mechanisch oder elektrisch mit den   Überbrückungsvorriehtungen   kuppeln.

   In dem gewählten   Ausführungsbeispiel   nach Fig. 7 erfolgt die Abschaltung des Schalters m unter Zuhilfe- 

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 nahme besonderer Stromwandler v durch   Höchst-oder-Rückstromrelais t, welche gewünschtenfalls   mit Zeitverzögerung versehen werden. 



   'Die konstruktive Ausführung der   Überbrückungsschalter   ist für das Wesen der Erfindung an sich nebensächlich. Man wird aber natürlich auch hier bedacht sein, sämtliche Hilfsorgane möglichst schnell in Tätigkeit treten zu lassen. An Stelle der   Stromwandler z ;., Z2   und   Z3   kann man auch Widerstände verwenden, zu denen die Auslösespule   Dl, D2   und   Dg   im Nebenschluss liegen, oder aber man kann auch diese Spulen selbst unmittelbar in die nach dem gemeinsamen Erdungspunkt führenden Leitungen legen. 



   Die Schutzvorrichtung nach der Erfindung kommt nicht nur für Dreiphasensysteme in Betracht, sondern bietet allgemein für jede Mehrphasenanlage den Vorteil, dass beim Ansprechen der Funkenstreeke 
 EMI5.1 
 mieden wird. 



   Die Fig. 9 und 10 stellen weitere   Ausführungsformen   der Erfindung dar. Zum Verständnis derselben diene das in Fig. 8 dargestellte Diagramm. 



   Die aus irgendwelchen Ursachen auftretende Überspannung, beispielsweise auf der Niederseite eines von einem Generator gespeisten Transformators, besitze eine Spannungsstirn, wie sie in der 
 EMI5.2 
 Maximalwert der normalen Betriebsspannung habe den Wert V, während   die Ordinate Fi   die momentane Durchschlagsspannung der Generatorisolation angibt   V2   sei die Durchschlagsspannung der Funkenstrecke. 



   Ist auf die Ausführung der Funkenstrecke kein besonderer Wert gelegt, dann kann die Zeitverzögerung   unter Umständen   so bedeutend sein, dass Va erreicht wird, bevor ein Durchschlag stattfindet. 



  Dies ist der Fall, wenn die Zeitverzögerung gleich oder grösser als Tl ist. Nach den eingangs erläuterten Erfindungsmerkmalen soll aber die Funkenstrecke durch homogene Gestaltung des elektrischen Feldes, durch Ionisierung oder durch sonstige die Entladungserscheinungen beeinflussende Mittel so beschaffen sein, dass sie sehr schnell anspricht. In   demDiagramm ist diese praktisch belangloseZeitverzögerung durch   den Zeitwert   T, 1 dargestellt,   so dass der Durchschlag bei einer Spannung   V/erfolgt, welche   auf jeden Fall kleiner ist als   Vi.   



   Nun kommen aber noch weitere Umstände in Betracht, gegen welche die besondere Ausbildung der Funkenstrecke in Vereinigung mit der schnellen Abschaltung bzw.   Feldschwächung,   noch keine ausreichende Sicherheit gegen das Ansteigen der Spannung über den Wert Vu hinaus bietet. 



    Aus bekannten Gründen werden nämlich die Elektroden der Funkenstrecken über Dämpfungswiderstände miteinander bzw. mit Erde verbunden, in denen die Energie der überspannung vernichtet   und so ein Spannungsabfall erzeugt wird, und es hängt offenbar von der Steilheit der Wellenfront v ab, 
 EMI5.3 
 nächst ein weiteres Steigen der Spannung eintreten wird. Ist das letztere der Fall, so kann der Spannungsverlauf der Kurve to entsprechen und es tritt trotz erfolgten   Durchschlages   der Funkenstrecke noch eine 
 EMI5.4 
 die Wellenstirn v erfahrungsgemäss ausserordentlich steil sein kann, so kann man sich gegen einen Spannungsverlauf entsprechend der Kurve W nur dadurch sichern,   dass   man den Dämpfungswiderstand 
 EMI5.5 
 unmittelbar an Erde legt. 



   Dies ist aber nicht ohneweiters angängig, da dann beim Ansprechen der Funkenstrecke ein unzulässig hoher Strom bzw. ein Kurzschluss der Maschine oder einzelner Phasen auftreten wird. Um jedoch die   gewünschten   Vorteile zu erreichen, werden nicht nur die Dämpfungswiderstände fortgelassen, sondern auch die zu schützenden Maschinen und Apparate so gebaut, dass sie einer solchen zeitweisen Überlastung standhalten können. 



   In Fig. 9 ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ein Generatorschutz gewählt. Die
Bezeichnungen entsprechen im wesentlichen denen der früheren Figuren. 
 EMI5.6 
 schlagen der Funkenstrecke g in Wirksamkeit tretenden Ausgleichskreis sind entgegen den bisher üblichen
Schutzanordnungen gegen Überspannungen besondere Dämpfungswiderstände nicht eingeschaltet, so dass vom ersten Moment des   überschlage   der Funkenstrecke g an eine nenneswerte Potentialdifferenz zwischen den Enden der zu schützenden Wicklung und Erde nicht besteht. 



   Handelt es sich, wie bei der Anordnung nach Fig. 9 beabsichtigt ist, um den Schutz der Isolation des Generators a gegen Überspannung, die etwa aus Anlass des Übertritts der Hochspannung des Trans- formators in den Niederspannungskreis entstehen kann, dann wird die Funkenstrecke an die Verbindung zwischen Maschine bzw. Apparate und dem Transformator angeschlossen. Es kann aber auch wünschens- wert sein, die Wicklung t der Oberspannungsseite des Transformators gegen Überspannungen zu schützen, d. h. gegen   Überspannungen,   die vom Netz kommen und höhere Werte aufweisen als die normale Klemmenspannung auf der Hochspannungsseite des Transformators.

   In solchem Fall wird man ausser der Funkenstrecke g eine weitere an die Verbindung zwischen den Hochspannungsklemmen des Trans- formators und dem Hauptschalter   m     anschliessen,   wobei diese weitere Funkenstrecke bei einem höheren,
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 der Überspannung auf der Hoehspannungsseite des Transformators angepassten Wert anspricht, sonst aber genau so beschaffen ist, wie die Funkenstrecke g, d. h. ohne besondere Dämpfungswiderstände im Ausgleichskreis und mit homogener Gestaltung des elektrischen Feldes. 



   Besitzt die eintretende Überspannungswelle eine rechteckige Stirn, so könnte die zu schützende Wicklung, da die Zeitverzögerung   T/der Funkenstreeke   zwar ausserordentlich kurz, aber nicht gleich Null ist, von einer sehr kurzen Welle gefährlicher Höhe getroffen werden. 



     Um auch gegen derartige Überspannungen genügenden Schutz zu haben,   sollen zwischen der Anschlussstelle der Funkenstrecke und den Klemmen der zu schützenden Maschine oder des Apparates Reaktanzspulen angeordnet werden. Diese reflektieren die über die   Anschlussstelle   der Funkenstrecke hinauseilende Überspannungswelle und hindern sie, bis zu den zu schützenden Teilen der Anlage vorzudringen. In Fig. 10 ist ein Beispiel für eine solche Anordnung dargestellt. Zwischen den Klemmen des Generators a und der   Niederspannungswieldung   e sind besondere Reaktanzspulen   H   eingeschaltet und an die Verbindung zwischen H und e ist die Funkenstrecke g angeschlossen.

   Der Einbau von Reaktanzspulen zwischen Generator und Transformator erfolgt häufig zu dem Zweck, den Generator gegen Kurzschlüsse im Netz zu schützen, ihn   also kurzschlusssicher   auszuführen. In solchen Fällen können diese Drosselspulen gleichzeitig die erwähnte   schützende Wirkung   gegen Überspannungen annähernd rechteckiger Front ausüben, 
 EMI6.1 
 die Klemmen der zu schützenden Wicklung eine Kapazität, beispielsweise in Gestalt längerer Kabel einschalten. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Einrichtung zum Schutz der Isolation elektrischer Maschinen und Apparate gegen   Beschä-   digung durch Überspannungen, gekennzeichnet durch die vereinigte Anwendung einer durch homogene Gestaltung des elektrischen Feldes, künstliche Ionisation oder durch sonstige Mittel zur Änderung von   Entladungserscheinungen praktisch   ohne Zeitverzögerung ansprechenden Funkenstrecke und geeignet 
 EMI6.2 
 der Maschinen bzw. Apparate oder gegebenenfalls auch ausserdem die schnelle   Feldschwächung   der
Maschinen bewirken.

Claims (1)

  1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 zum Schutz von Maschinen, welche mit Transformatoren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkenstrecke auf der Unterspannungsseite des Transformators angeordnet ist, die Abschaltung aber durch Betätigung eines auf der Oberspannungsseite des Transformators liegenden Schalters erfolgt.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass noch eine weitere Funken- strecke angeordnet ist, deren Überschlagsspannung unterhalb derjenigen der ersteren liegt und die beim Durchschlagen nur einen Ausgleich der Spannung herbeiführt oder einleitet, aber eine Abschaltung oder Feldschwächung der Maschinen bzw. der Apparate entwerder überhaupt nicht oder erst nach einem grösserenZeitintervall bewirkt.
    4. Einrichtung nach den'Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Ansprechen gebrachten Funkenstreoken unmittelbar nach dem Ansprechen selbsttätig überbrückt werden, zum Zwecke, die Isolation sowohl gegen die in der Anlage selbst auftretenden, als auch gegen solche Über- spannungen zu schützen, welche durch den Lichtbogen und das Abreissen desselben veranlasst würden, und um eine unzulässige Flammenbildung an den Elektroden zu verhindern.
    5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungs- vorrichtung elektrisch oder mechanisch mit Vorrichtungen verbunden ist, welche die schnelle Abschaltung oder Feldschwächung der Maschine bzw. der Apparate bewirken. EMI6.3 selbsttätig überbrückt wird, zum Zweck, das Auftreten eines heftigen Stromstosses bzw. eines Kurzschlusses der Anlage zu vermeiden, wenn nur eine Phase des Systems von der Überspannung betroffen wird.
    7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Ansprechen der Funkenstrecken in Wirksamkeit tretende Ausgleichskreis für die Überspannungsenergie ohne besondere Dämpfungswiderstände ausgebildet ist und dass die zu schützenden Maschinen und Apparate kurzschlusssicher gebaut sind.
    8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlussstellen der Funkenstrecken und den Klemmen der zu schützenden Maschinen oder Apparate Reaktanzen angeordnet sind, die das Vordringen von Überspannungen annähernd rechteckiger Stirn bis zu den zu schützenden Isolationsstellen der Anlage verhindern und gegebenenfalls gleichzeitig zum Schutz der Generatoren oder Apparate gegen Beschädigung durch Kurzschlüsse dienen.
AT93876D 1919-10-27 1920-12-22 Einrichtung zum Schutz der Isolation elektrischer Maschinen und Apparate gegen Beschädigung durch Überspannungen. AT93876B (de)

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