CH208066A - Elektrische Anlage mit einem elektrischen Schaltgerät mit periodisch betätigten Kontakteinrichtungen, insbesondere mit mechanischem Stromumformer. - Google Patents

Description

  Elektrische Anlage mit einem elektrischen Schaltgerät mit periodisch betätigten  Kontakteinrichtungen, insbesondere mit mechanischem Stromumformer.    Die Erfindung betrifft     eine    Verbesserung  an einer elektrischen Anlage mit einem elek  trischen Schaltgerät mit mechanischen Kon  takteinrichtungen, welche periodisch betätigt  werden,     insbesondere    mit     mechanischem     Stromumformer,

   mit     Störschutzvorrichtung     für die     Kontakteinrichtungen.    Bei derartigen  Anlagen ist der gewöhnlich durch einen     Syn-          chronantriebsmotor    herbeigeführte Schaltkon  takt der     Unterbrechungseinrichtung    mit dem  Stromverlauf derart synchronisiert, dass die       Unterbrechungen    jedesmal in einer Zeit  spanne erfolgen, während welcher die Augen  blickswerte des Stromes in dem zu unter  brechenden Kreis gerade sehr klein und  daher praktisch     vernachlässigbar    sind, so dass  nur geringes oder überhaupt     kein    Schalt,       feuer    entsteht.

   Die zeitliche Folge der Betä  tigung der verschiedenen     Kontaktpaare          mehrphasiger    Anordnungen ist dabei durch  die     Antriebsvorrichtung    im wesentlichen    nach Massgabe des     Verlaufes    der     Spannungs-          kurve    festgelegt.  



       Tritt    nun ein     Kurzschluss    oder     ein        Erd-          schluss    oder ein ähnlicher Störungsfall vor  der     Kontakteinrichtung        im    speisenden Netz  oder     hinter    der     Kontakteinrichtung    in dem  gespeisten Anlagenteil     auf,    so     entstehen    Aus  gleichsströme,

   durch welche die Phasen  symmetrie und damit die regelmässige     Pha.-          senfolge    der Ströme gestört     wird.    Die Kon  takte würden dann unter Umständen schwe  ren Beschädigungen durch Lichtbögen aus  gesetzt     sein,    wenn die Unterbrechungsvor  gänge auch nach     Eintritt    der     Störung    mit  der     ,gleichen    Regelmässigkeit wie vor     Ein-          tritt    des Störungsfalles fortgesetzt werden  würden.

   Es könnte sich dann     ereignen,    dass  der über ein     Kontaktpaar        fliessende    Strom  gerade     in    dem Augenblick einen hohen Wert  hat,     wenn    sich dieses     Kontaktpaar    wieder  öffnet.      Erfindungsgemäss gehört zur Störschutz  vorrichtung eine von dem zu unterbrechen  den Strom beeinflusste Einrichtung, welche  im Störungsfall die Unterbrechung der in  diesem Augenblick gerade in einem geschlos  senen     Stromkreise    liegenden, über das Gerät  verlaufenden     Stromkreisteile    verhindert.  



  Das kann auf zweierlei Art und Weise  geschehen, nämlich einmal durch mechani  sche Einwirkung auf Teile der Antriebsvor  richtung mit Hilfe eines oder mehrerer me  chanischer Auslöser, oder zweitens indem die  Hauptkontakte durch parallelgeschaltete  Hilfskontakte überbrückt werden, welche mit  Hilfe von Relais geschlossen werden, bevor  die regelmässig weiterlaufende mechanische  Antriebsvorrichtung die zugehörigen Haupt  kontakte wieder öffnet. Der zuerst genannte  'Weg ist     insbesondere    für Kontakte mit     hin-          und    hergehender Bewegung geeignet, z. B.

    für     Abhebekontakte,    die nach Art der Ven  tile von     Brennkraftmaschinen    von Nocken,  Kurbeln, Exzentern oder     dergl.    über     Stössel     oder ähnliche Zwischenelemente angetrieben  werden. Für umlaufende Kontakteinrichtun  gen ist die elektrische Überbrückung besser       geeignet.     



  Die mechanische Sperrung der bei Ein  tritt der Störung gerade geöffneten Kontakte       kann    entweder so ausgeführt werden,     dass    die  Kontakte in der geöffneten     Stellung    fest  gehalten werden; dann entstehen keine wei  teren     Kurzschlusskreise,    ausser denen, die bei  Eintritt der Sperre etwa schon vorhanden       sind,    die z. B. bei einem Stromumformer von  den gerade in der     Kommutierung    befindlichen  Phasen gebildet werden. Hierzu müssen zwei       Sperrklinken    vorgesehen sein, eine für die  Sperrung im geschlossenen und eine für die  Sperrung im geöffneten Zustand, oder die  Sperrklinke muss doppelt wirkend ausgebil  det sein.  



  Einfacher wird der Mechanismus, wenn  sämtliche Kontaktpaare im geschlossenen  Zustand gesperrt werden. Diejenigen, welche  bei Eintritt der Störung gerade offen sind,  werden in. diesem Falle von der Antriebs  vorrichtung noch einmal geschlossen, um    dann in dieser Stellung festgehalten zu  werden.  



  Um Schädigungen der Einrichtung durch  die infolge der Kurzschliessung rasch anstei  genden Ströme zu verhindern, können in den  Zuleitungen zur Kontakteinrichtung an sich       bekannte    Schnellschalter oder Sicherungen  mit     Lichtbogenlöscheinrichtungen    eingebaut  sein, welche die Stromzufuhr unterbinden,  bevor sich die     Kurzschlussströme    vollständig  ausgebildet haben. Schnellschalter verdienen  den Vorzug, weil sie mit einer Einrichtung  zum selbsttätigen     Wiedereinschalten    aus  gerüstet werden können.  



  Zur Steuerung der Schutzvorrichtung  können z. B. wegen ihres fast     trägheitslosen          Ansprechens    und Arbeitens mit Vorteil Ent  ladungsrohre (Stromtore,     Ignitrons),    deren       Steuergitter        (bezw.        Zündelektrode)    von dem  zu unterbrechenden Strom beeinflusst wird.  verwendet werden.  



  Von besonderem Vorteil ist die Erfindung  für solche Einrichtungen, denen eine sich  sättigende, gegebenenfalls vormagnetisierte  Schaltdrossel vorgeschaltet ist, durch welche  die Kurve des zu unterbrechenden     'N,#'echsel-          stromes    derart verzerrt wird, dass in der  Nähe des     Stromnulldurchganges    eine strom  schwache Pause von bis zu einer oder mehre  ren     Millisekunden    Dauer entsteht, während  welcher der Strom     vernachlässigbar    klein ist,  wobei gleichzeitig ein vorzugsweise     kapazi-          tiver        Nebenstrompfad    parallel zu den Haupt  kontakten gelegt sein kann,

   durch welchen  der Wiederanstieg der Spannung an den  Kontakten so verlangsamt     wird,    dass die  Kontaktunterbrechung im Normalbetrieb  ohne die Ausbildung von Schaltfeuer vor  sich geht. Durch derartige Schaltdrosseln  wird die Höhe des sich ausbildenden Kurz  schlussstromes infolge ihrer     Induktivität,    die  insbesondere im ungesättigten Zustand sehr  gross ist, begrenzt. Durch entsprechende Bau  art der Schaltdrossel kann erreicht werden,  dass der     Kurzschlussstrom    nach seiner vollen  Ausbildung von der gleichen Grössenordnung  ist, wie der Nennstrom, also höchstens etwa  das Zwei- bis Vierfache des Nennstromes be-      trägt.

   Ein derart begrenzter Dauerkurz  schlussstrom kann meist ohne Schaden eine  Zeitlang ertragen werden, so dass unter Um  ständen,     wenn    die     Störung    lediglich vorüber  gehend war, der regelmässige Betrieb wieder  aufgenommen werden kann, ohne dass eine  Abschaltung erfolgt. Bei länger dauernden  Störungen genügt zur Abschaltung der An  lage eine weniger schnell arbeitende Schalt  einrichtung als oben angegeben.  



  Es ist bekannt,     Gleichrichterventile    in  zwei Gruppen anzuordnen, von denen die  eine die positiven, die andere die negativen  Halbwellen des Stromes führt und gleich  richtet     (Grätzschaltung).    Eine derartige  Schaltung kann     natürlich    auch bei Strom  richtern mit mechanischen Kontakteinrich  tungen angewendet werden.

   Besteht eine der  artige Schaltung beispielsweise aus zwei  Schaltgruppen von je drei Kontaktpaaren,  welche von der     Sekundärwicklung    eines Drei  phasenstransformators gespeist werden, so  verwendet man vorteilhaft zur elektrischen       Überbrückung    der drei     Kontaktpaare    jeder  Gruppe ein gemeinsames     Hilfsschaltgerät,     das aus drei festen Kontaktstücken und einer  beweglichen, sich auf diese drei festen Kon  taktstücke auflegenden Brücke besteht. Eine  sichere Berührung einer starren Platte ist  noch gerade mit drei Auflagepunkten mög  lich.

   Man vermeidet durch diese     Auftren-          nung    der Kurzschliesser in zwei Gruppen  einen direkten     gurzschluss    des Gleichstrom  netzes. Die     Auslösung    dieser Parallelkon  takte erfolgt     zweckmässigerweise    magnetisch  über ein gittergesteuertes     Gasentladungsrohr     (Stromtor).

   Dieses kann seinen     Zündimpuls     erhalten von sechs sich sättigenden Drossel  spulen, welche wie die oben erwähnten Schalt  drosseln     einen    gern aus hochwertigem     Sili-          ziumeisen    besitzen, über die sechs Haupt  anodenzuleitungen des Gleichrichters ge  schoben sind, und welche so vormagnetisiert  sind, dass sie während des normalen Betriebes  stets gesättigt sind und nur bei auftretendem  Rückstrom aus der     Sättigung    herauskommen  und dann über das Gitter das Stromtor zün  den.

   Diese Drosseln verzögern ferner das An-    steigen des     gurzschlussstromes,    da sie beim       Durchgang    durch den     Entsättigungszustand     einen um eine oder mehrere     Grössenordnungen          höheren.    Widerstandswert haben, bis dieser  nach     Erreichung    der     Sättigungsgrenze    in  umgekehrter Richtung wieder auf einen     ver-          nachlässigbar    kleinen Wert zurückspringt.  



  Man     kann    auch zur     Steuerung    der die  Überbrückung bewirkenden     Hilfsschaltgeräte     auf das Gitter des     Entladungsrohres    noch  eine     Spannung    wirken lassen, welche von  dem Ankerstrom eines kleinen Synchron  motors geliefert wird, der an der speisenden       Drehstromspannung    hängt. Sobald diese spei  sende     Drehstromspannung    gestört wird, wird  der Ankerstrom des Synchronmotors plötz  lich sich ändern,     und    das Stromtor zündet.

    Man kann den Rotor des     Synchronmotors     von der     Gleichspannung    her erregen und  dann eine     Zündung    des Stromtors auch bei  plötzlichen     Änderungen    der Gleichstromspan  nung erhalten.  



  Man kann     vorteilhafterweise    die mechani  schen     Hilfsschaltgeräte    durch     Hg-Dampf-          gefässe    ersetzen, welche im Augenblick der       Störung    gezündet werden. Die     Zündung     kann wie beim     Ignitron    erfolgen. Für beide  Elektroden verwendet man zweckmässiger  weise flüssiges     Quecksilber,    um in beiden       Richtungen        Stromfluss    zu haben. Der Span  nungsabfall des gezündeten Rohres würde  etwa 20 Volt sein, also klein genug, um die  Hauptkontakte vor Feuer zu schützen.

   Rohre  für 10 000 V Sperrspannung sind praktisch       herstellbar.    Da der Strom nur Bruchteile  einer Sekunde fliesst und -dann von     einem     Schnellschalter oder dergleichen unterbrochen       wird,    sind auch Ströme von 5000 A noch in  kleinen abgeschmolzenen Glasgefässen zu  lässig. Die     Zündung    kann durch ein gitter  gesteuertes     Gasentladungsrohr    (Stromtor) und       gondensatorstoss    in weniger als 10-4 s her  beigeführt werden. Für     einen    sechsphasigen  Gleichrichter     in        Grätzschaltung        sind    zwei  Gefässe mit je drei Anoden erforderlich.

   Da  die Gefässe im normalen Betrieb stromlos  sind, so weisen sie grosse Spannungssicher  heit auf. Die Kosten und der Aufwand für      die     Zündung        %vürden    wahrscheinlich geringer  als bei mechanischen Relais, da diese um so       grösser    werden, je schneller sie schalten  sollen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrische Anlage mit einem elektri schen Schaltgerät mit mechanischen perio disch betätigten Kontakteinrichtungen, ins besondere mit mechanischem Stromumformer, mit Störschutzvorrichtung für die Kontakt einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Störschutzvorrichtung eine von dem zu unterbrechenden Strom beeinflusste Einrich tung gehört, welche im Störungsfalle die Un terbrechung der in diesem Augenblick gerade in einem geschlossenen Stromkreise liegen den, über das Gerät verlaufenden Stromkreis teile verhindert. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Anlage nach Patentanspruch, mit einem Schaltgerät mit Kontakteinrichtungen mit hin- und hergehender Kontaktbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Sperreinrichtung sämtliche bei Eintritt der Störung gerade geschlossenen Kon takte selbsttätig in Schliessstellung fest gehalten werden. 2. Anlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Eintritt der Störung gerade offenen Kontakte selbst tätig in geöffneter Stellung gesperrt wer den. 3. Anlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Eintritt der Störung gerade geöffneten Kontakte nach ihrer nächsten durch den Antrieb be wirkten Schliessung selbsttätig in Schliess stellung festgehalten werden. 4.

   Anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass parallel zu jeder die Hauptkontakte darstellenden Kontakt einrichtung eine zweite Kontakteinrich tung vorgesehen ist, die sich bei Eintritt der Störung vor der nächsten Schalt bewegung der Hauptkontakte selbsttätig schliesst. 5. Anlage nach Unteranspruch 4, für Grätz- schaltung, dadurch gekennzeichnet, da,ss für jede der beiden Schaltgruppen ein ge meinsames Hilfsschaltgerät vorgesehen ist. 6.

   Anlage nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschaltein- richtung zur Überbrückung der Haupt kontakte aus einem oder mehreren Ent ladungsrohren besteht. 7. Anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Entladungsrohr mit von dem zu unterbrechenden Strom be einflussten Steuergitter zur Steuerung der Schutzvorrichtung vorgesehen ist.