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.Anordnung zum Schutze der Kontakte von mechanischen Stromrichtern
Es ist bekannt, bei mechanischen Stromrichtern Einrichtungen vorzusehen, welche
im Störungsfalle den sich etablierenden Kurzschlußstrom von den sich trennenden
Kontakten fernhalten. Üblicherweise werden hierzu sogenannte Kurzschließeinrichtungen
verwendet, welche an die Zuleitung zwischen Transformator und Stromrichter angeschlossen
werden und durch Kurzschließen der Phasenzuleitungen und Überbrücken der mechanischen
Kontakte den Kurzschlußstrom von den mechanischen Kontakten fernhalten. Das Kurzschließen
der mechanischen Kontakte hat verschiedene sehr entscheidende Nachteile, wie z.
B. außerordentlich hohe Beanspruchung des Stromrichtertransformators durch Kurzschlußströme,
unerwünscht starke Rückwjrkungen dieserKurzschlüsse auf das speisende Netz, insbesondere
dann, wenn dieses Netz hinsichtlich seiner Leistung etwa der Leistung des Stromrichters
entspricht. Zur Begrenzung der hohen Kurzschlußströme ist es daher bereits vorgeschlagen
worden, Schnellschalter in den Wechselstromzuleitungen anzuordnen und diese Schnellschalter
mit Kurzschließeinrichtungen zu kombinieren. Es gelingt auf diese Art und Weise,
die Höhe des Kurzschlußstromes zu begrenzen. Diese Einrichtungen verhindern jedoch
nicht bei elektromagnetisch betätigten Kurzschließeinrichtungen gewisse Abbrandschäden
an den mechanischen Kontakten, weil für das Ansprechen elektromagnetisch gesteuerter
Kurzschließeinrichtungen Zeiten in der Größenordnung von i bis 2 Millisekunden erforderlich
sind, welche ausreichen, um
bei Strömen von mehreren io ooo Ampere
erheblichen Abbrand an den mechanischen Kontakten des Umformers zu verursachen.
Um derlei Schäden zu vermeiden, ist daher bereits ein weiterer Vorschlag' dahingehend
gemacht worden, Kurzschließeinrichtungen- mittels detonierender Sprengladungen auszulösen.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es nicht schnell hintereinander wiederholbar
ist, da nach der Detonation einer Sprengkapsel diese erst wieder erneuert werden
muß. Die schnelle Ab- und Wiederzuschaltung, vergleichbar etwa mit einer sogenannten
Kurzschlußfortschaltung, ist daher in wirtschaftlicher Weise praktisch kaum realisierbar.
Es sind weiterhin zum Schutze periodisch betätigter elektrischer Schaltgeräte Einrichtungen
vorgeschlagen worden, bei welchen .wenigstens diejenigen Stromkreise, in denen Störungen
auftreten, ohne Betätigung von nicht zum mechanischen Umformex gehörenden beweglichen
Kontaktteilen geöffnet werden. Es sind darunter insbesondere Dreielektrodenfunkenstrecken
zu verstehen, welche z. B. zwischen die Wechselstromzuleitungen des mechanischen
Umformers angeschlossen werden und welche im Störungsfalle sehr schnell zum Ansprechen
gebracht werden können und damit in hinreichend kurzer Zeit den Kurzschlußstrom
in den mechanischen Kontakten zunächst auf einen ungefährlichen Wert begrenzen,
ihn sodann von den mechanischen Kontakten des Umformers fernhalten und dann selbst
diesen Kurzschlußstrom auftrennen. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß
sie nur dann anwendbar ist, wenn die Spannung der Stromrichteranlage genügend groß
ist, um den Hauptstrom in der Dreielektrodenfunkenstrecke zu zünden. Zur Vermeidung
aller dieser Nachteile dient die Anordnung zum Schutze der Kontakte von mechanischen
Stromrichtern, vorzugsweise Rollstromrichtern, gemäß der Erfindung, welche dadurch
gekennzeichnet ist, daß im Störungsfalle der über einen Kontakt fließende Strom
durch eine Zusatzspannung in Verbindung mit einem Schaltglied gelöscht und der Kurzschlußstrom
mittels in den Wechselstromzuleitungen des Kontaktumformers angeordneter Schnellschalter
abgeschaltet wird.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. i zeigt als Ausführungsbeispiel eine Anordnung zum Schutze der
Kontakte von mechanischen Stromrichtern, bei denen als Schaltglieder Dreielektrodenfunkenstrecken
Verwendung finden. Der Stromrichtertransformator i speist über Schaltdrosseln 2,
3, 4, Schnellschalter 5, 6, 7, mechanische Kontakte 8, 9, io und über weitere nicht
dargestellte Hilfseinrichtungen die Belastung i i. Parallel zu den Stromrichterkontakten
8, 9, io sind Schaltglieder, und zwar in diesem speziellen Falle Dreielektrodenfunkenstrecken
12, 13 und 14 in Verbindung mit Zusatzspannungsquellen 15, 16 und 17, geschaltet.
Die Spannungsquellen 15 bis 17 werden so ausgelegt und bemessen, daß sie im Leerlauf
eine Spannung liefern, welche nach Impulsgabe auf die Hilfselektroden 18, i9 und
2o ein Durchzünden der Dreielektrodenfunkenstrecken sicherstellt. Die Bemessung
wird weiter so gewählt, daß nach dem Ansprechen der Dreielektrodenfunkenstrecken
die treibende Spannung der Zusatzspannungsquellen 15 bis 17 zwar abfällt, aber ausreichend
ist, um einerseits die Spannungsabfälle in den Lichtbögen der zugehörigen Dreielektrodenfunkenstrecken
und insbesondere in den zugehörigen mechanischen Kontakten zu decken und andererseits
den Strom im zugehörigen Kontakt in kürzester Zeit zu Null zu zwingen.
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Die Impulsgabe auf die Hilfselektroden 18, i9 und 2o erfolgt in Abhängigkeit
von Betriebsgrößen, insbesondere von Rückströmen, in bekannter Art. Gleichzeitig
mit dem Ansprechen der Dreielektrodenfunkenstrecken wird auch der Abschaltvorgang
in den Schnellschaltern 5, 6 und 7 eingeleitet.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist im Schaltbild der Fig.2 gezeigt,
bei welchem an Stelle von Dreielektrodenfunkenstrecken hochüberlastbare Entladungsgefäße,
insbesondere Dampfentladungsgefäße mit Initialzündung 2i, 22, 23, zur Anwendung
gelangen. Im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. i, bei welcher die Zusatzspannung
und die Dreielektrodenfunkenstrecke unmittelbar je einen mechanischen Kontakt überbrücken,
ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eine gleichwertige Schaltung angegeben, bei
welcher durch die Gefäße 21 bis 23 .in. Verbindung mit den Zusatzspannungsquellen
15 bis 17 je zwei mechanische Kontakte überbrückt werden.. Die Wirkungsweise der
Schaltung gemäß Fig. 2 ist im Prinzip die gleiche wie jene der Fig. i.
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Ein wesentlicher Vorzug der Anordnung gemäß der Erfindung besteht
darin, daß der Kurzschlußstrom in den mechanischen Kontakten außerordentlich rasch
zu Null gebracht werden kann, und zwar einerseits dadurch, daß das Ansteigen des
Stromes in den Kontakten sofort nach Ansprechen des Schaltgliedes (Teile 12 bis
14 bzw. Teile 21 bis 23) aufgehalten wird, andererseits dadurch, daß unmittelbar
nach dem Ansprechen dieser Schaltglieder der Kommutierungsvorgang des Kurzschlußstromes
im mechanischen Kontakt einsetzt, wodurch bei geeigneter Bemessung der Zusatzspannungsquellen
15 bis -17 der verhältnismäßig noch kleine Kurzschlußstrom im mechanischen Kontakt
in beliebig kurzer Zeit zu Null gezwungen werden kann. Über die Dreielektrodenfunkenstrecke
fließt ein Kurzschlußstrom, dessen Maximalwert durch das Ansprechen der Schnellschalter
5 bis -7 begrenzt wird. Bei großen Anlagen mit verhältnismäßig hohen Kurzschlußströmen
müssen daher die Schaltglieder 12 bis 14 bzw. 21 bis 23 so ausgebildet sein, daß
sie den durch die Schnellschalter 5 bis 7 begrenzten Kurzschlußstrom eine gewisse
kurze Zeit ertragen können.
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Die besonderen Vorzüge der Anordnung gemäß der Erfindung bestehen
nicht nur darin, daß die Unterdrückung von Kurzschlußlichtbögen an mechanischen
Kontakten fast hundertprozentig gelingt und daß die Kurzschlußströme im allgemeinen
sehr rasch begrenzt . werden, sondern auch in der
Eignung dieser
Schaltung zum jederzeit möglichen automatischen Wiedereinschalten.
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An sich ist die Parallelschaltung von Entladungsgefäßen zu mechanischen
Stromrichterkontakten bekannt. Im Gegensatz zu diesen bekannten Einrichtungen jedoch,
bei welchen der Strom betriebsmäßig während eines Teiles der Kommutierungszeit über
die Entladungsgefäße fließt, ist bei der vorliegenden Erfindung die Anordnung so
getroffen, daß die zu den Kontakten parallel geschalteten Gefäße normalerweise keinen
Strom führen, sondern nur im Störungsfalle. -Außerdem ist die Stromrichtung in den
Entladungsgefäßen bei bekannten Anordnungen gerade entgegengesetzt zu der Stromrichtung
in den Entladungsgefäßen gemäß der Erfindung.