CH149223A - Einrichtung zur Überwachung von elektrischen Anlagen, die ein Entladungsgefäss enthalten. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Überwachung von     elektrischen    Anlagen, die ein Entladungsgefäss  enthalten.    Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen,  in denen     Quecksilberdampfkolben    und ähn  liche Entladungsgefässe, wie sie zum Beispiel  zur Gleichrichtung von Wechselströmen zur  Umformung von     Gleichstrom    oder zur träg  heitslosen     Schaltung    von Stromkreisen be  nutzt werden,     vorhanden    sind. Bei solchen  Anlagen treten vielfach Störungen infolge  von Rückzündungen in den Entladungs  gefässen auf.

   Durch besondere Gestaltung der  Anode, durch     Anordnung    von Gittern in dem  Raum zwischen Kathode und Anode, oder  durch     Einschaltung    von     Rückstromrelais          bezw.        Rückstromschaltern    hat man bereits  versucht, die Rückzündungen     bezw.    die sich  daraus ergebenden Störungen zu verhüten.  



  Gemäss der     vorliegenden        Erfindung    wird  zur Verhütung der     durch        Rückzündungen     bei solchen Entladungsgefässen möglichen  Störungen ein grundsätzlich anderer Weg  eingeschlagen, der darin besteht, dass die  Lichtstärke in der     Entladungsbahn    zur Über  wachung des Stromverlaufes benutzt wird.

      Zu     .-diesem    Zwecke wird erfindungsgemäss       eine-lichtelektrische    Zelle vorgesehen, die der  Bestrahlung durch den Lichtbogen in der     7a     überwachenden Entladungsbahn ausgesetzt  und mit elektrischen Anzeige- oder     Schalt-          bezw.    Steuervorrichtungen verbunden ist.

    Insbesondere kann die lichtelektrische Zelle       mit    einer die beiden Halbwellen einer Wech  selspannung, die     frequenzgleich    mit der  Spannung des Entladungsrohres ist, unter  scheidenden     Einrichtung    verbunden werden,  derart, dass die Anzeige-     bezw.    Schalt- oder  Steuervorrichtung nur ansprechen kann,  wenn die lichtelektrische Zelle in der Sperr  halbperiode beleuchtet ist.  



       Zur    Erläuterung des Wesens der Erfin  dung sei zunächst kurz der Entladungsvor  gang zwischen der Kathode und     einer    Anode  betrachtet. Bekanntlich wird während der  Halbperiode, in der zwischen Anode und Ka  thode ein Strom fliesst, in der sogenannten       Durchlassperiode,    der Quecksilberdampf in  dem Anodenarm zu intensivem Leuchten an-      geregt, während in der andern Halbperiode,  der sogenannten     Sperrhalbperiode,    bei ord  nungsmässigem Arbeiten des Gleichrichters,  der Lichtbogen erlischt und die Entladungs  bahn dunkel ist.  



  Eine lichtelektrische Zelle mit Ventil  wirkung sei nun so angeordnet, dass ihre  lichtempfindliche Kathode nur von der Ent  ladungsbahn des Lichtbogens her Licht er  halten kann. Sie sei beispielsweise in einem  lichtdichten Gehäuse, das den Anodenarm  umgibt, geeignet aufgestellt. Die Anode der  lichtelektrischen Zelle sei mit dem positiven  und die Kathode mit dem negativen Pol einer       Gleichspannungsquelle    verbunden. Eine so  geschaltete lichtelektrische Zelle wird be  kanntlich bei     Belichtung    stromdurchlässig.  In ihr     wird    also während der     Durchlass-          Halbperiode    des zu überwachenden Ent  ladungsgefässes ein Strom fliessen, in der       Sperrhalbperiode    dagegen nicht.

   Wenn eine  Rückzündung auftritt, wird auch in der       Sperrhalbperiode    ein Strom über die betref  fende Anode fliessen. Im Falle der Rück  zündung     wird    also die lichtelektrische Zelle  auch in der     Sperrhalbperiode    bestrahlt und  ein elektrischer Strom in der Zelle ausgelöst.  Gemäss einer Ausführungsform der Erfin  dung     wird    diese Einwirkung der Rück  zündung auf die lichtelektrische Zelle zur  Steuerung von Anzeige-     bezw.    Schaltvorrich  tungen benutzt, die beispielsweise die am  Gleichrichter liegende Spannung im Falle  einer Rückzündung abschalten.

      Zweckmässig     wird    dabei die lichtelek  trische Zelle so geschaltet, dass bei ordnungs  mässigem Arbeiten des Gleichrichters in der  lichtelektrischen Zelle in beiden Halbperio  den kein Strom fliesst, jedoch im Falle der  Rückzündung ein Strom in der Zelle aus  gelöst wird.

   Dieses wird beispielsweise in  einfacher Weise dadurch erreicht, dass an die  Elektroden einer lichtelektrischen Zelle mit  Ventilwirkung nicht eine Gleichspannung  gelegt     wird,    sondern eine Wechselspannung,  die     mit    der zwischen Anode und Kathode  des Gleichrichters vorhandenen Wechsel-         spannung        frequenzgleich,    gegen sie aber der  art phasenverschoben ist, dass die licht  empfindliche Kathode der lichtelektrischen  Zelle in der     Durchlass-Halbperiode    positives,  in der     Sperrhalbperiode    dagegen negatives  Potential gegen die Anode der lichtelektri  schen Zelle besitzt.

   Bei ordnungsmässigem  Arbeiten des Gleichrichters kann dann in  beiden Halbperioden kein Strom in der licht  elektrischen Zelle ausgelöst werden. Tritt  jedoch eine Rückzündung ein, so wird die  lichtelektrische Zelle     bezw.    deren     Kathode,     auch in der     Sperrhalbperiode    belichtet und       ii)    der lichtelektrischen Zelle ein Strom ver  ursacht, da in der     Sperrhalbperiode    die Ka  thode der lichtelektrischen Zelle negative  Potential gegen ihre Anode hat.

   Dieser  Strom kann nun, gegebenenfalls unter Zwi  schenschaltung einer     Verstärkeranordnung,     auf eine Anzeigevorrichtung übertragen wer  den oder auch auf eine Schaltvorrichtung,  beispielsweise eine Relaisanordnung, die die  Spannung vom Gleichrichter abschaltet oder  Widerstände einschaltet, so dass sich die       Rückzündungen    nicht auswirken können.  



  Bei Benutzung einer     Verstärkeranord-          nung    ist es vielfach vorteilhaft, die licht  elektrische Zelle selbst nicht mit     -#Vechtel-          spannung,    sondern mit Gleichspannung zu  betreiben und statt dessen als Anodenspan  nung für wenigstens eine der Verstärker  röhren eine     frequenzgleiche    Wechselspan  nung zu benutzen, die gegen die zwischen  der Kathode und der betreffenden Anode des  Gleichrichters liegende Wechselspannung in  der Weise phasenverschoben ist,     dass    nur  in der     Sperrhalbperiode    des Gleichrichter  die Anode der     Verstärkerröhre    positives Po  tential gegen ihre Kathode hat.

   In dieseln  Falle kann auch eine lichtelektrische Zelle  ohne Ventilwirkung Verwendung finden.  



  Es ist zweckmässig, bei Gleichrichtern  mit mehreren Anoden jedem Anodenarm eine  lichtelektrische Zelle zuzuordnen und sämt  liche Zellen auf einen gemeinsamen Über  trager wirken zu lassen, beispielsweise einen  Transformator, dessen     Sekundärwicklung    an  eine     Verstärkereinrichtung    angeschlossen ist,      in deren     Ausgangskreis    sich beispielsweise  ein Relais oder dergleichen     befindet,    das  dann im Falle der Rückzündung an einer  der Anoden anspricht. In dem Ausgangs  kreis     derVerstärkeranordnung    können gleich  zeitig auch Instrumente zur Anzeige von       Augenblickswerten    und registrierende In  strumente vorgesehen sein.  



  Es liegt weiterhin im Rahmen der Er  findung, an Stelle einer lichtelektrischen  Zelle für jeden Anodenarm eine Gruppe von  lichtelektrischen Zellen vorzusehen, beispiels  weise zwei Zellen in Differentialschaltung.  Zur konstanten     Belichtung    einer der Zellen  kann gegebenenfalls von der Kathode des  Gleichrichters abgestrahltes Licht verwendet  werden.    Ein besonderer<B>-</B>Vorteil der Erfindung  liegt darin, dass sie ermöglicht, bereits     aus-          geführte    Anlagen nachträglich mit einem  Schutz gegen Rückzündungen auszurüsten.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des Erfindungs  gegenstandes ist in der Abbildung dar  gestellt, und zwar wird die lichtelektrische  Zelle mit Gleichspannung und eine     Ver-          stärkerröhre    mit Wechselstrom betrieben.  Zum Zwecke der besseren Erläuterung ist  die lichtelektrische     Überwachungseinrieh-          tung    nur für eine Entladungsbahn ge  zeichnet.  



  In der Abbildung ist 1 ein     Q,uecksilber-          dampfgleichrichter    mit der Kathode 1:2 und  den Anoden 10 und 18, die an die Sekundär  wicklung 17 des aus dem Netz 19 gespeisten  Transformators 11 angeschlossen sind. Um  den Arm der Anode 10 herum ist ein licht  dichtes Gehäuse 3 gelegt, in dem die licht  elektrische Zelle 2 mit der Anode 1,5 und der  Kathode 14 derart     angeordnet    ist, dass eine  im Anodenarm 10 entstehende Lichtsäule die  lichtempfindliche Kathode 14 bestrahlt.

   Die  Kathode 14 der lichtelektrischen Zelle 2 ist  an dem     negativen    Pol der     Gleichspannungs-          quelle    5 gelegt, deren positiver Pol über den  Widerstand 4 an die Anode 15 der licht  elektrischen Zelle 2 geführt ist. Das eine  Ende des Widerstandes 4 ist an das Gitter    der Elektronenröhre 6 angeschlossen, wäh  rend das andere mit dem variablen Abgriff  des     Potentiometers    16 verbunden ist, das  dazu dient, der Röhre 6 mit Hilfe der Span  nungsquelle 7 eine geeignete G     ittervorspan-          ia.ung    zu geben. Im Anodenstromkreis der  Röhre 6 ist das Relais 9 vorgesehen.

   Die  Anodenspannung für die Röhre 6 wird mit  Hilfe des Transformators 18 ebenfalls dem  Netz 10 entnommen, und zwar derart, dass  die Spannung an der Sekundärwicklung des  Transformators 18 eine solche Verschiebung  gegen die zwischen der Anode 10 und der       Kathode    12 des Gleichrichters liegende Span  nung hat, dass im Anodenstromkreis der  Röhre 6     während    der     Durchlass-Halbperiode     der Anode 10 kein Strom fliessen kann, da  die Anode der Röhre 6 negatives Potential  gegen ihre Kathode besitzt. In der Sperr  halbperiode hat die Anode der Röhre 6 posi  tives Potential gegen ihre Kathode.

   Mit  Hilfe des     Potentiometers    16 ist die Gitter  vorspannung der Röhre 6 so eingestellt,     da13     bei Dunkelheit im Anodenarm 10 der  Anodenstrom der Röhre 6 so gering ist,       dass    das Relais 9 gerade nicht anspricht.  Wenn entsprechend dem ordnungsmässigen  Arbeiten des Gleichrichters in der Sperr  halbperiode -im Anodenarm 10 Dunkel  heit herrscht, spricht also das Relais 9  nicht an. Tritt. jedoch eine Rückzündung  ein, so fliesst in der lichtelektrischen Zelle 2  ein Strom, während die Anode der Röhre 6  positives Potential gegen deren Kathode hat.

    Der durch den in der lichtelektrischen Zelle  2 fliessende Strom am Widerstand 4     be-          iÄrirkte    Spannungsabfall kompensiert ganz  oder teilweise die     Gittervorspannung    der  Röhre 6. Dieses hat eine Vergrösserung des  Anodenstromes der Röhre 6 und das An  sprechen des Relais 9 zur Folge.  



  Das Relais kann nun Anzeige- oder  Schalt-     bezw.    Steuervorrichtungen betätigen,  die die Abschaltung des Gleichrichters oder  irgendwelcher anderer Schutzmassnahmen,       beispielsweise    die geeignete     Aufladung    von  zwischen Anode und Kathode des Gleich  richters angeordneten Steuergittern, veran-      lassen. Wie schon erwähnt, können in dem  Anodenstromkreis auch Anzeige-     bezw.    Re  gistrierinstrumente vorgesehen sein.  



  Vielfach ist es vorteilhaft, zur genaueren  Einstellung der Phasenverschiebung zwi  schen den an der     Verstärkerröhre        bezw.    an  der lichtelektrischen Zelle und am Gleich  richter liegenden Wechselspannungen an sich  bekannte Reguliervorrichtungen vorzusehen,  beispielsweise einen     mit    der     Primärwicklung     des Transformators 18 in Reihe geschalteten  variablen Kondensator.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Einrichtung zur Überwachung von elek trischen Anlagen, die ein Entladungsgefäss enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass eine lichtelektrische Zelle, die der Bestrahlung durch den Lichtbogen in der zu überwachen den Entladungsbahn ausgesetzt ist, vor gesehen und derart an Überwachungsvorrich tungen geschaltet ist, dass nur bei Rück zündungen ein Ansprechen der von der lichtempfindlichen Zelle gesteuerten Über wachungsvorrichtungen erfolgt.

   UNTERANSPRüCI-M1. Einrichtung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die licht elektrische Zelle mit einer die beiden Halbwellen einer Wechselspannung, die frequenzgleich mit - der Spannung des Entladungsrohres ist, unterscheidenden Vorrichtung verbunden ist, und dass die Überwachungsvorrichtung nur an sprechen kann, wenn die lichtelektrische Zelle in der Sperrhalbperiode beleuchtet ist. 2.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, da.ss für den Betrieb der lichtelektrischen Zelle eine derart gegen die zwischen Kathode und der betreffen den Anode des Gleichrichters liegende Spannung phasenverschobene Wechsel spannung vorgesehen ist, dass die Ka thode der lichtelektrischen, Zelle in der Durchlass-Halbperiode der betreffenden Entladungsbahn positives Potential, in der Sperrhalbperiode dagegen negatives Potential gegen ihre Anode hat. 3.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass für den Betrieb der lichtelektrischen Zelle eine Gleichspan nung und für wenigstens eine der Ver- stärkerröhren als Anodenspannung eine derart gegen die zwischen Kathode und der betreffenden Anode des Gleich richters liegende Spannung phasenver schobene Wechselspannung vorgesehen ist, dass in der Durchlass-Halbperiode des Gleichrichters die Anode der betreffen den Verstärkerröhre negatives Potential gegen ihre Kathode hat. 4.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass für jede Ent ladungsbahn des Gleichrichters eine lichtelektrische Zelle vorgesehen ist. 5. Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die den ver schiedenen Entladungsbahnen zugeord neten lichtelektrischen Zellen durch einen gemeinsamen Übertrager mit der Ver- stärkeranordnung gekoppelt sind. 6. Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass einer Ent ladungsbahn eine Gruppe von licht elektrischen Zellen zugeordnet ist. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass einer Entladungsbahn zwei lichtelektrische Zellen in Differen tialschaltung zugeordnet sind. B. Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass zur Belich tung einer der lichtelektrischen Zellen von der Kathode des Gleichrichters ab gestrahltes Licht benutzt wird. 9.

   Einrichtung nach dem Patentanspruch und den Unteransprüchen. 1 bis 8, da- durch gekennzeichnet, dass die Einrich tung so getroffen ist, dass die Anzeige- oder Steuervorrichtungen gerade eben noch nicht ansprechen, solange von der lichtelektrischen Einrichtung keine oder nur sehr kleine Spannung übertragen wird. 1().

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gittervorspannung der Verstärkerröhre so gewählt ist, dass die Anzeige- oder Steuervorrichtungen gerade eben noch nicht ansprechen, so lange von der lichtelektrischen Einrich tung keine oder nur eine sehr klein, Spannung übertragen wird.