DE195376C

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Publication number: DE195376C
Application number: DENDAT195376D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-'M 195376 KLASSE 21 c. GRUPPE

KABELWERK DUISBURG in DUISBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Februar 1907 ab.

Die Neuerungen beziehen sich auf solche Überspannungssicherungen und Blitzschutzvorrichtungen, bei welchen das längere Stehenbleiben des Lichtbogens durch mechanisch betätigte Vorrichtungen verhindert wird, und zwar kann das erfolgen durch mechanisches Abreißen des Lichtbogens, durch Vergrößerung des Erdungswiderstandes oder durch Unterbrechung des Funkenstromes außerhalb

ίο der eigentlichen Funkenstrecke.

Das Prinzip der einen Neuerung besteht darin, daß der zu bewegende Teil des Appa-' rates mit einem in die Funkenstrombahn geschalteten Leiter verbunden wird, der sich durch die Joulesche Wärme des ihn durchfließenden Stromes ausdehnt und damit die notwendige Bewegung ausführt. Als solcher Leiter wird zweckmäßig ein Hitzdraht verwendet, und die Übertragung seiner Ausdehnungsbewegung auf den zu bewegenden Teil des Apparates erfolgt ähnlich wie bei den Hitzdrahtmeßgeräten auf die Zeigerbewegung. Diese Neuerung bietet den Vorteil, daß der Funkenstrom die zur Betätigung des Apparates notwendige Arbeit in einem praktisch vollkommen kapazitäts- und selbstinduktionsfreien Leiter verrichten kann.

Eine andere Neuerung besteht in der Anordnung eines besonderen, aus einer eigenen Potentialquelle gespeisten und von der Funkenstrombahn elektrisch vollkommen getrennten Stromkreises, welcher mit Hilfe eines elektrischen Relais durch den Funkenstrom geschlossen oder geöffnet wird und die zur Betätigung des Apparates notwendige bewegende Vorrichtung enthält; diese Vorrichtung besteht am zweckmäßigsten aus einem Elektromagneten, dessen beweglich angeordneter Eisenkern mit dem zu bewegenden Teil des Apparates verbunden ist. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß nur die zum Bewegen des Relais notwendige und verhältnismäßig sehr kleine Arbeit aufgewendet werden muß, um die kräftige und gleichmäßige Wirkung des Elektromagneten auszulösen, daß also auch eine kleine, durch die Funkenstrecke abfließende Energiemenge imstande sein wird, die Vorrichtung in Tätigkeit zu setzen. Ein zweiter Vorteil kann durch Heranziehung der zu schützenden Leitung zur Speisung des Elektromagneten erreicht werden; z. B. durch einen Transformator, dessen primäre Wicklung in die Hauptleitung, die sekundäre in den Elektromagnetenstromkreis geschaltet ist. Bei dieser Anordnung wird die Wirkung des Elektromagneten um so kräftiger, je größer der in die Funkenstrecke fließende Strom ist; zugleich dient die primäre Wicklung des Transformators als Schutz der Maschine gegen Überspannungen mit höherer Periodenzahl.

In den Fig. 1 bis 3 sind Ausführungsformen der an erster Stelle erwähnten, in Fig. 4 und 5 solche der zuletzt genannten Neuerung schematisch dargestellt. In sämtlichen Figuren bedeutet F die Funkenstrecke, S deren mit der zu schützenden Leitung verbundene Spannungselektrode, E die durch den Wider-

stand w bzw. durch die Widerstände W₁ und w.₂ geerdete Elektrode. In den Fig. ι bis 4 bedeutet h den Hitzdraht, dessen Ende B mit dem Erdwiderstande, Ende A mit dem Hebelarm η des starren, um den Punkt 0 (Fig. 4, O₂) drehbaren Systemes m-n-p verbunden ist. Am Arm ρ greift die Zugfeder Z an und hat das Bestreben, das System in der Richtung des Pfeiles zu drehen. In den Fig. 4 und 5 bedeutet T den zur Speisung des besonderen Stromkreises dienenden Transformator, M den Elektromagneten, K dessen beweglichen Eisenkern, der am Arm b des um O (Fig. 4, O₁) drehbaren Hebels angreift.

Die Wirkungsweise dieser Sicherungen ist folgende:

Fig. I. Der Arm m trägt die Erdelektrode E. Sobald die Funkenstrecke anspricht, dehnt sich der Hitzdraht aus, und die Zugfeder bringt das System in die punktiert gezeichnete Lage. Dabei vergrößert sich die Funkenstrecke, und der Lichtbogen wird abgerissen. Nach Verschwinden des Stromes gehen die beweglichen Teile selbsttätig in die ursprüngliche Lage zurück, und die Sicherung ist wieder betriebsbereit.

Fig. 2. Der Arm m trägt einen Kontaktstift, welcher in stromlosem Zustande den Kontakt k geschlossen hält. Beim Stromdurchgang öffnet sich k durch die Drehung des starren Systemes, JJ^₁ wird ausgeschaltet, und der gesamte Erdwiderstand vergrößert

sich von

W,

w.₂

auf

Nach Ablauf des

1 T '■"2

Funkenstromes schaltet sich W₁ selbsttätig wieder ein.

Fig. 3. Die Wirkung ist ähnlich wie bei Fig. 2, nur wird hier durch Öffnen des Kontaktes k der Funkenstrom unterbrochen.

Fig. 4. Der Funkenstrom fließt von E durch den Hebelarm a, durch die Leitung /, durch den Hebelarm n, durch den Hitzdraht und durch den Widerstand w zur Erde. Die Hebelarme b, η und ρ sind isolierend zu denken. Beim Stromdurchgang dehnt sich der Hitzdraht aus, und das starre System dreht sich in der Richtung des Pfeiles; damit schließt der Kontaktkörper k an den Kontakten P₁ und p₂ den Elektromagnetenstromkreis, der Eisenkern wird eingezogen, die Erdelektrode in die Höhe gehoben und.der Lichtbogen abgerissen.

Fig. 5. In unmittelbarer Nähe des Hitzdrahtes ist in einem isolierenden, mit einem vertikalen Rohr versehenen Gefäß eine größere Quecksilbermenge Q untergebracht, welche den einen Pol des offenen Elektromagnetenstromkreises bildet, während der andere Pol mit einem am oberen Ende des Gefäßrohres angebrachten Kontaktkörper verbunden ist. Durch die vom stromdurchflossenen Hitzdraht ausgestrahlte Wärme dehnt sich das Quecksilber aus und schließt am oberen Ende des Rohres den Stromkreis. Der Erdwiderstand W₁ wird dadurch ausgeschaltet.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Überspannungssicherung und Blitzschutzvorrichtung, bei welcher das Stehenbleiben des Lichtbogens durch mechanisch bewegte Vorrichtungen verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bewegende Teil der Vorrichtung mit einem in die Funkenstrombahn geschalteten Leiter in mechanische Verbindung gebracht wird, welcher sich durch die Joulesche Wärme des ihn durchfließenden Stromes ausdehnt und damit die notwendige Bewegung ausführt.

2. Überspannungssicherung und Blitzschutzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen besonderen, aus einer eigenen Potentialquelle gespeisten und von der Funkenstrombahn elektrisch. vollkommen getrennten Stromkreis, welcher mit Hilfe eines elektrischen Relais durch den Funkenstrom geschlossen oder

. geöffnet wird und die zur Betätigung des Apparates notwendige, nach einem beliebigen elektromechanischen Prinzip wirkende bewegende Vorrichtung enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.