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Einrichtung zum gleichzeitigen Betrieb von zwei oder mehr Elektrofiltern
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum_ gleichzeitigen Betrieb von zwei
oder mehr Elektrofiltern mit zwei oder mehr verschiedenen gleichgerichteten Spannungen
von einem einzigen Transformator aus. Nach der Erfindung ist ein a#uf verschie dene
Anzapfstellen de? Sekundärwicklung des Transformators verstellbarer oder auf die
an die Sekundärwicklung angeschlossenen Gleichrichter umschaltbarer Erdungspunkt
vorgesehen. In dem einen Fall sind die verschiedenen Anzapfstellen der Sekundärwicklung
an Kontakte geführt, die wahlweise über einen Schalter an Erde gelegt werden können,
während in dem anderen Fall, z. B. wenn 'zwei mechanische, umlaufende, Gleichrichter
vorhanden sind, vyahlweise der eine oder andere Gleichrichter geerdet wird, wobei
mit Hilfe dieser wahlweisen Erdung durch zwei feste Anzapfungen der Sekun4nvicklung
des Transformators eine Spannungsverschiebung zwischen den angeschlossenen Elektrofiltern
erreicht werden kann. Zum Aufladen von Stromsammlern ist eine Einrichtung zum Gleichrichten
von niedergespannten Wechselströmen bekannt, die einen Transformator mit zwei wechselweise,
zu be-.nutzenden Sekundärwicklungen und mehreren angeschlossenen Gleichrichtern
enthält, wobei wechselweise durch. Umschaltung die eine oder die andere Sekundärwicklung
benutzt werden kann, um dem Transformator nach Bedarf verschiedene Spannung-en zum
Speisen der angeschlossenen Gleiclirichter zu entnehmen. Abgesehen davon, daß es
sich dabei um eine Niederspannungsanlage handelt und verstellbare oder umschaltbare
Erdungspunkte überhaupt fehlen, soll immer nur eine Akkumulatorbatterie mit verschiedenen
Spannungen aufgeladen werden, während es bei der Einrichtung nach der Erfind-ung
darauf ankommt, zwei oder mehr mit Hochspannung arbeitende Elektrofilter gleichzeitig
mit verschiedenen gleichgerichtet-en Spannungen zu betreiben, und zu diesem Zweck
mit einer auf verschiedene Anzapfungen der Sekundärwicklung
des
Transformators verstellbaren bzw. mit einer auf die an die Sekundärwicklung angeschlossenen
Gleichrichter umschaltbaren Erdung gearbeitet wird.
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An sich sind Hochspannungstransfonnatoren mit zwei fest-en
Anzapfungen der Sekundärwicklung und nvei Gleichrichtern, von denen der eine an
diese A-nzapfunoien und der andere an die Enden tter Sekundärwicklung angeschlossen
ist, zum gleichzeitigen Betrieb von zwei Elektrofiltern mit verschiedenen gleichgerichteten
Spannungen schon vorgeschlagen worden, doch fehlt in diesem be-'kannten Fall die
wahlweise Erdung, die für die Erfindung wesentlich ist.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Beispielen veranschaulicht.
Fig. i zeigt das Schema einer Ausführungsform.
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Fig. 2 stellt , schematisch eine'andere Ausführungsforrn dar.
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Fig. 3 und 4 veranschaulichen im Schema die verschiedenen Spannungen,
die mit der Schaltung nach Fig. -- erreichbar sind.
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Fig. 5 zeigt im senkrechten Schnitt eine Einzelheit des Transformators
nach Fig. 2.
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In Fig. i bezeichnet A ein Elektrofüter mit Niederschlagselektrode
i und Ausströmelektrode 5. Die Elektrode i ist bei 3 geerdet und die
Elektrode 5 durch die Leitung 7 über den Glühkathodengleichrichterg
mit dem Rol 1.7 der Sekundärwicklung 16 eines Transformators i i verbunden. Ein
zweites Elektrofilter B mit der bei 4 geerdeten Niederschlags,clektrodC 2 hat seine
Ausströmelektrode 6 durch die Leitung 8 über den Gleichrichter i o
an den anderen Poi 18 der Sekundärwicklung 16 angeschlossen. Mit 14 ist die
Primärwicklung des Transformators und mit 13 der Netzanschluß bezeichnet. Zwischen
den Polen 17, 18 ist die Sekundärwicklung 16
bei Ig,
20, 21, 22 und 23 angezapft. Diese Anzapfungen führen durch die Isolatoren29,
30,31,32,33 des Deckelsi-- des Transfor-' matorgehäuses hindurch an die Schaltkontakte
39,40, 44 42, 43. Über diese ist ein Schaltarm 34 drehbar, der bei 35 an
Erde führt. Die- Anzapfung21 mit dem Schaltkontäkt41 liegt in der Mitte der Sekundärwicklung
16. Wenn diese an dieser Stelle über den Schalter 34 geerdet wird, erhalten beide
Elektrofiltex A und B gleiche Spannungen, z. B. 5o *kV.
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Wird der Schaltarm 34 z. B. auf Kontakt 40 gedreht, wie in Fig. i
dargestellt, so wird die AnzapfUng 20 geerdet; es empfängt Elektrofilter
A eine entsprechend geringere und Elektrofilter B eine entsprechend höhere
Spam, nung.
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Vorteilhaft wird der gegenseitige Abstand der.Transformatorenanzapfungen
ig bis 23 SO
groß gewählt, daß sich bei Umschaltung von einem Erdungskontakt
auf einen anderen Sparmungsunterschiede von 2,5 kV ergeben. Wird in diesem
Fall der Schaltarn134 auf Kontakt 40 eingestellt, so erhält Elektrofilter
A eine um 2,5 kV geringere und ElektrofilterB eine UM 2,5kV
höhere Spannung, so daß der Spannungsunterschied zwischen A
und B
5 kV beträgt. Bei Erdung des Kontaktes 39 bzw. der Anzapfung ig ist
die Spannung in A um i o kV geringer als in B.
Entsprechende
Verhältnisse lassen sich bei Erdung der- Kontakte- 42 und 43 erzielen.
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Die Isolationsfrage macht keine Schwierigkeiten. Wenn der an Erde
führende Schaltarm 3 4 z. B. mit der Anzapfung 19 verbunden ist, besteht
über den Isolator29 kein Spannungsabfall zum Gehäuse 12, wenn dieses, wie üblich,
ebenfalls geerdet ist. Der durc*h den Isolat-or33 gehende, zur AnzapfUng23 fÜhrende
Leiter hat bei Erdung von ig gegenüber dem geerdeten Gehäuse 12 ein Potential Von
4 X 2,5 kV = io kV; ein Isolator für iokV ist aber einfach und billig
herzustellen. Noch günstiger liegen die Verhältnisse für die anderen Isolatore1130,
31 und 32, die gegen noch geringere Spannungen standzuhalten haben.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 2 sind die beiden Elektrofilter
A, B' über mechanische Gleichrichter64,65 an den Transformator5o angeschlossen,
der aus dem Gehäuse5i mit Deckel 52, der Primärwicklung 53 und der
Sekundärwicklung 54 besteht. Die Primärwicklung wird von einer Wechselstromquelle
55 erregt unter Vorschaltung einer veränderbaren Impedanz57 und eines Schalters56,
der auf verschiedene mit Anzapfungen von 53
verbundene Kontakte Anstellbar
ist. Die Sekundärwicklung 54 ist an'vier Stellen mit nach außen führenden Leitungen
verbunden. Die Leitungen 5 8 und 6z führen an die Pole a
und a' und
die Leitungen 5 9 und 6 1 an die Anzapfstellen b und bl von
54. Die Leitungen 58 und 62 gehören ztun Stromkreis des Elektrofilters
A' und die Leitungen r%g, 61 zum Elektrofilter,6'.
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Die Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 5 8 und
5 9 hängt von den Windungen der SPule 54 zwischen den Punktena und
b ab. Ähnlich bestimmen die Windungen zwischen b' und a' 'die Potentialdifferenz
zwischen 62
und 61. Für die Zwecke der Erfindung braucht die Potentialdifferenz
zwischen 58
und 59 einerseits und 62 und 61 anderseits iokV
nicht zu überschreiten, so daß beide Leiter je mittels ein-es einzigen Isolators
durch den Gehäusedeckel 52 des Transformators hindurchgeführt werden können.
Für die Leiter 58, 59 ist der Isolator 6o und für 62, 61 der Isolator
63 bestimmt. Wie die 1.#ter gegeneinander und gegen den Transformatordeckel
isoliert
werden können, ergibt sich im einzelnen aus Fig. 5,'auf die weiter unten noch näher
eingegangen wird.
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Die umlau fenden Kontakte der beiden niechanisch,en Gleichrichter
64, 65 sitien auf einer gemeinsamen Welle, die'in der üblichen Weise synchron
mit dem bei 55 zugefül-irten Wechselstrom umläuft. Der Gleichrichter 64 kann
bei a" und der Gleichrichter65 bei Y' geerdet werden. Wesentlich ist, daß diese
Erdung bei beiden Gleichrichtern nicht gleichzeitig erfolgt, weil ein Kurzschluß
der Abschnittea-b und b'-a' der Sekundärspule 54 die Folge wäre.
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Welche Wirkung das Erden der Gleichrichterstromkreise hat, ergibt
sich aus den Diagrammen -nach Fig. 3 und 4. Angenommen, daß die in der Sekundärwicklung
des Transformators induziert-e Spannungder Windungszahl annäherhd proportional ist,
dann ist die Spannung zwischen zwei Anzapf"gen ebenfalls proportional der Windungszahl.
zwischen diesen beiden Anzapfungen Moder AbnahmesteUen. Fig. 3 gibt die Spannungsverhältnisse
in den Elektrofiltem A' und B' wieder, wenn der Gleichrichter 64 bei a" ge,-erdet
und der Gleichrichter 65 nicht geerdet ist. Die Klemmen,& und al werden
in diesem Fall abwechselnd über die Leitungen58 Bund 62 mit der Erde und
mit der Hochspannungselektrode des ElektrofiltersA' verbunden. Bei jedem Halbwellenimpuls
wird den Elektroden von A' die volle, längs der vollständigen Sekundärwicklung
induzierte Spannung aufgedrückt. Diese volle Spannung ist in Fig. 3
mit VA
bezeichnet. Wenn die Klemmea' geerdet wird, wird Y durch die Leitung61 bei
Y' an einen:offenen Stromkreis gelegt und b
über die Leitung 59 mit
der Hochspannungselektrode von B' verbunden. Die durch B' gehende Spannung ist in
Fig. 3 -durch die unterhalb von VA eingetragene Strecke VB dargestellt. Die
darunter befindliche Strecke VB veranschaulicht die Spannung in B, wenn die Gl-eichrichter
sich um go' gedreht und die Phasen sich um i8o' verschoben haben. Die SpannungV,9
kann für jeden Impuls dieselbe sein, ist es aber nicht, wenn a-b von b'-a'
verschieden ist. Man erkennt, daß das Elektrofilt-erA' stets das volle und B' stets
ein geringeres Potential erhalten müssen.
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Wenn der Gleichrichter65 bei Y' geerdet und der Erdungsschalter- am
Gleichrichter 64 bei a" geöffnet ist, ergeben sich in den beiden Elektrofiltern
X und B' die Spannungsverhältnisse emäß Fig. 4. Die an den Strom-9
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kreis des Elektrofilters A' ängeschlossene, Windung der Sekundärwicklung
des Transformators reicht in diesem Fäll abwechselnd von der Klemme a bis zur Anzapfung
b' und * von der Anzapfung V zur Klemme a#. Die sich hierbei
ergebenden Spannungsunterschiede sind in Fig. 4 durch die Strecke V_4 dargestellt.
Die zum Stromkreis des hlektrofilters B' j# Clehörige Transformatorwindung reicht
von der Anzapfung b bis zur Anzapfung b' und, ergibt die Spannungsstrecke
VB.
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Wenn die beiden Elektrofiltereinheiten A'
und B' mit
55 und 5okV betrieben werden und der Gleichrichter64 an den Erdungspol a"
gelegt ist, so kann, falls sich diesee Spannungen als zu hoch erweisen, die Erdung
bei a" geöffnet und der Gleichrichter 65 bei Y' geerdet werden, so daß sich
in beiden ElektrofilternA' und B' Spannungen von 5o und 45 kV ergeben. Weitere
Verwendungsmöglichkeiten ergeben sich, wenn man zwischen den Klemmen a und
b und b' und a' noch zusätzliche Anzapfstellen an der Sekundürivicklung des
Transformators vorsieht. Die Anschlüsse an diese zusätzlichen Anzapf- und Kontaktstellen
werden über ein Mehrleit-erhochspannungskabel innerhalb der Isolatoren 6o und
63 nach außen geführt. Diese zusätz-]ich-en Anzapfstellen sind auf der Zeichnung
nicht weiter veranschaulicht, doch dürfte ihre Anordnungs- und Wirkungsweise ohne
weiteres klar sein. In den Speiseleitungen zu den Elektrofiltern könn&n Impedanzen,
wie Ohnische Widerstände und Induktionsspulen, eingeschaltet sein, um eine weitere
Möglichkeit der Spannungsregelung zu geben.
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Der in Fig. 5 dargestellte Durchführungsis#olator besteht aus
dem flanschartigen Fuß 75, dem rohrförmigen Teil 76 und einem inneren
R.ohr77-. Zwischen den Rohrteil-en76 und 77 liegt ein leitender Rohrteil79,
der einen Teil der Leitung 59' bildet, der der Leitung 59 in Fig.
2 entspricht. Innerhalb des Rohrteils 77 befindet sich ein Leiter
78 als Teil der der Leitung 58 nach Fig. 2 entsprechenden Leitung
5 8'. Mit 8 o und 8 1 sind die Anschlußklemmen an den Leitern
78 und 79 bezeichnet. Selbstverständlich kann der -Durchführungsisolator
auch anders ausgebildet sein. So kann beispielsweise an Stelle des Leiters
78, wie schon erwähnt, ein Mehrleiterkabel verwendet werden. Dann würde natürlich
die Leitung 79 wegfallen. In Fig. 2 sind zwar nur zwei besondera Abzweigleittuigen
dargesteRt, doch können selbstverständlich auch dreioder mehr Leitungen durch die
Isolatoren 6o und 63 hindurchgeführt werden und drei oder mehr parallele
Stromkreise, ' an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen sein.
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Aus vorstehendem ergibt sich, auf welche Weise es die Erfindung möglich
macht, mit einem einzigen Transformator zwei oder mehr Elektrofilter mit verschiedenen
Spannungen zu betreiben und dabei mit einfachen Isola-*tor-en und Schalteinrichtungen
auszukommen.