DE309418C

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Publication number: DE309418C
Application number: DENDAT309418D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 309418 KLASSE 21 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. März 1917 ab.

Bei Kurzschlüssen in elektrischen, Anlagen kann mitunter die Kurzschlußstromstärke einen außerordentlich hohen, gefährlichen Wert annehmen. Bei der vorliegenden Erfindung wird die bei einer zeitlichen Änderung der Strombelastung in einem Transformator erzeugte Spannung zur Unterbrechung des überlasteten Stromkreises vor dem Auftreten unzulässig hoher Stromstärken benutzt. Von den bekannten Vorrichtungen dieser Art unterscheidet sich die neue Einrichtung dadurch, daß außer der von' der zeitlichen Änderung der Strombelastung abhängigen Spannung noch eine weitere Stromquelle, wie eine Batterie, ein Netz oder eine Maschine, auf die Auslösespule des Schalters einwirkt, und zwar derart, daß beim Anwachsen des Stromes beide Spannungen zusammengezählt, bei Stromverminderung dagegen voneinander abgezogen werden. '

ao Weiter kann nach der Erfindung in dem Auslösestromkreis noch eine zweckmäßig einstellbare Funkenstrecke vorgesehen sein; hierdurch ist man in der Lage, die Wirkung der Einrichtung auf ein bestimmtes Überlastungsgebiet abzugrenzen. Außerdem kann in dem Sekundärkreis des Transformators eine an sich bekannte Vereinigung von Widerständen und Kapazitäten angeordnet sein, um die verzögernde Wirkung der Selbstinduktion des Aus- lösemagneten zu vermindern.

Zweckmäßig wird die Sekundärspannung des Transformators kleiner gewählt, als die Spannung der weiteren Stromquelle, so daß ein ungewolltes Ansprechen der Funkenstrecke ver mieden wird. Der Transformator kann weiter mit einer verhältnismäßig hohen Windungszahl in der Sekundärspule und einer¹ kleinen Windungszahl in der Primärspule versehen werden, so daß bei kleinen Stromänderungen ein rasches Abfallen der Sekundärspannung eintritt, die dann zum Zünden der Funkenstrecke nicht geeignet ist. Hierdurch wird verhütet, daß innerhalb einer gewissen verhältnismäßig kleinen Stromänderung, z. B. bei einer Steigerung von Null bis zum zwei- oder dreifachen des Normalstromes, ein Ansprechen stattfindet. Die Begrenzung des wirksamen Überlastungsgebietes kann bei Gleichstromanlagen durch Einwirkung auf den Verlauf der Magnetisierungskurve des Transformators erfolgen, indem bei- spielsweise der Transformator eine bestimmte Remanenz erhält oder diese durch eine Hilfswicklung beeinflußt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in Fig.. 1 schematisch gezeichnet. Der Gleichstromgenerator 1 soll durch den Schalter 2 so schnell abgeschaltet werden, daß die Stromstärke nicht über einen gewissen ungefährlichen Wert steigt, wenn etwa im ,Netz bei 3 ein Kurzschluß eintritt. In dem Stromkreis ist eine Drosselspule 4 vorgesehen, die ein allzuschnelles Ansteigen des Stromes verhindert, falls dies nicht schon durch die eigene Reaktanz der Maschine geschieht. Die Primärwicklung 5 eines Transformators liegt im Hauptstromkreis, seine Sekundärwicklung 6 im Stromkreis der Auslösespule 7 des Schalters 2. In dem Stromkreis der Se-

kundärspule 6 liegt außerdem noch eine zweckmäßig einstellbare Funkenstrecke 8, der die Aufgabe zufällt, die Wirkung der Einrichtung . auf ein bestimmtes Überlastungsgebiet scharf abzugrenzen und das Arbeiten genau und bestimmt zu gestalten. Weiter liegt im Sekundärstromkreis noch eine Batterie g. Die Schaltung bei dieser Einrichtung ist derart, daß bei ansteigendem Strom sich die Wirkung der

ίο beiden Spannungen summiert, bei Abstieg des Stromes dagegen nur der Unterschied zwischen beiden zur Wirkung kommt. Die Funkenstrecke 8 ist so eingestellt, daß bei Überschreiten der Spannung der Batterie 9 um einen bestimmten Wert ein Durchschlagen erfolgt, so daß dann erst der Auslösespule 7 durch die konstante Spannung e_m (Fig. 2) der Batterie, vermehrt um die zeitlich mehr oder weniger vom Höchstwert e₀ abfallende Sekundärspannung e_s erregt wird.

Außer dem Vorteil einer Verhinderung leichten Ansprechens der Funkenstrecke bei Stromverminderung, den eine im Verhältnis zur Sekundärspannung große Hilfsspannung bietet, entsteht hierdurch noch der weitere Nutzen, daß die elektrische Trägheit der Auslösespule nicht störend in die Erscheinung tritt, denn die Zeit bis zum Beginn der Bewegung des durch die Auslösespule beeinflußten Magnetankers ist um so geringer, je höher die aufgedrückte Spannung ist. Auch ist es zur Erzielung einer höheren Genauigkeit für das Ansprechen der Funkenstrecke zweckmäßiger, mit kleinen Strömen und hohen Spannungen zu arbeiten als umgekehrt.

Verwendet man bei einer Einrichtung zum Schütze einer Gleichstromanlage einen Hilfstransformator mit einer bestimmten Remanenz oder -verändert man diese Remanenz, z. B.

durch Anbringung einer Hilfswicklung derart, daß die Magnetisierungskurve bestimmte Formen annimmt, so erhält man eine weitere Möglichkeit, das Gebiet abzugrenzen, innerhalb dessen ein Ansprechen der Einrichtung

nicht erfolgen soll. Die Kraftlinienzahl wächst nämlich bei zeitlich geradlinigem Ansteigen der primären Stromstärke zeitlich nach einer Kurve, die dem aufsteigenden Ast der Hysteresisschleife bei dem Schaubild Fig. 3 ent- spricht.■, Die erzeugte Sekundärspannung ist proportional der zeitlichen Änderung der Kraftlinienzahl, also anfänglich um so kleiner, je höher die Remanenz ist. Erfindungsgemäß wird durch die angegebenen Mittel, wie eine zusätzliche Erregung, der Anfangspunkt des aufsteigenden Astes' nach Bedarf auf dem absteigenden Ast der Schleife verschoben und zwar bei entgegengesetzter Erregung nach abwärts, bei gleichsinniger Erregung nach auf- , wärts. Mit der gleichen Änderung der Erregeramperewindungen, etwa entsprechend den Strecken x, wird also im- ersteren Falle eine bedeutend höhere Sekundärspannung erzeugt als im letzteren, weil der aufsteigende Ast dieser Schleife bedeutend steiler verläuft, als wenn die Gegenerregung nicht vorhanden wäre. • Eine Schaltung für eine solche Anordnung zeigt Fig.,4. Die zusätzliche Erregung liefert die Spule 11 am Transformator 5, 6.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz elektrischer Anlagen gegen überlastung, bei der durch die zeitliche Stromänderung in einem Trans-• formator eine Spannung zur Erregung eines Auslösestromkreises erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dieser Spannung eine weitere Stromquelle derart in Reihe geschaltet ist, daß nur bei Stromanstieg, nicht aber bei Stromabnahme eine für die Auslösung genügende Stromstärke im Auslösekreis auftreten kann.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Auslösestromkreis vorgesehene, zweckmäßig einstellbare Funkenstrecke die Wirkung der Einrichtung auf ein bestimmtes Überlastungsgebiet abgrenzt.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärkreis des Transformators eine an sich bekannte Vereinigung von Widerständen und Kapazitäten die verzögernde Wirkung der Selbstinduktion des Auslösemagneten vermindert.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Stromquelle höher gewählt wird als die Sekundärspannung des Transformators.

5. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator mit einer verhältnismäßig hohen Windungszahl in der Sekundärspule bei verhältnismäßig kleiner Primär am per ewindungszahl ausgebildet ist.

6. Ausführungsform nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichstromanlagen die Eingrenzung des wirksamen Überlastungsgebietes durch Einwirkung auf den Verlauf der Magnetisierungskurve des Transformators erfolgt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.