DE732004C

DE732004C - Einrichtung zum Schutz eines Reihenkondensators

Info

Publication number: DE732004C
Application number: DES141973D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Rambold
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1940-08-14
Filing date: 1940-08-14
Publication date: 1943-02-19

Description

Einrichtung zum Schutz eines Reihenkondensators Für den Schutz von Reihenkondensatoren sind im Gegensatz zu Parallelkondensatoren besondere Maßnahmen erforderlich, weil .die im Leitungszuge eingeschalteten Reihenkondensatoren großen Spannungssch-,vankungen durch Stromänderungen in der Leitung unterworfen sein können. Während die Reihenkondensatoren im normalen Betriebe nur einen Bruchteil der Betriebsspannung, nämlich lediglich einen Betrag in der Größe des induktiven Spannungsabfalles des Leitungs-' zuges. aufzunehmen haben, liegt im Kurzschlußfall der Leitung bzw. des Verbrauchers die volle bis mehrfache Betriebsspannung an dem Kondensator, also ein Vielfaches der Kondensatornennspannung. Dies bedingt im Gegensatz zu Parallelkondensatoren, bei denen sich die Spannung am Kondensator nur in den Grenzen der Betriebsspannungsschwankungen des Netzes ändern kann, einen besonders ausgebildeten Spannungssteigerungsschutz bzw. Überstromschutz.
Als Mittel zum Schutz eines Reihenkondensators dient meist eine Funkenstrecke, welche den Kondensator überbrückt, sobald die Kondensatorspannung eine bestimmte Grenze überschreitet. Die Funkenstrecke wird durch Hilfseinrichtungen gezündet, die von der Kondensatorspannung bzw. von dem Kondensatorstrom abhängig sind. Als Hilfseinrichtung dient vorteilhaft eine Hilfsfunkenstrecke, welche beim Auftreten eines Überstromes oder einer Überspannung am Reihenkondensator gezündet wird und einen hochfrequenten Scli-,vingungslcreis erregt. `Fenn die Hilfsfunkenstrecke änspricht,* wird durch die Hochfrequenzspannung auch die Hauptfunkenstrecke gezündet und dadurch der Reihenkondensator kurzgeschlossen.
Es ist bekannt, daß Reihenkondensatoren Überlastungen bis zu einer Grenze von etwa zoo°/o der I@Tennspannung ertragen können, falls diese Überlastungen nur.sehr kurze Zeit andauern. Bei bekannten Schutzschaltungen wird daher außer der Funkenstrecke noch ein Leistungsschalter zu dein Reihenkondensator parallel geschaltet, der durch eine mit Zeitverzögerung arbeitende Steuerungseinrichtung derart betätigt wird, daß er den Kondensator kurzschließt, wenn Überlastungen unterhalb ; der obengenannten Grenze längere Zeit andauern. Die Funkenstrecke schützt den Kondensator dann nur gegen Überlastungen, welche die obengenannte Grenze überschreiten und bei denen es notwendig ist, den Kondensator =verzögert kurzzuschließen bzw. abzuschalten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzeinrichtung, welche sich von bekannten Schutzeinrichtungen dadurch unterscheidet, daß der vorstehend erwähnte, zum Kondensator parallel geschaltete Leistungsschalter erspart werden kann. Erfindungsgemäß ist ein Hilfsrelais vorgesehen, welches den Ansprechwert der Zündvorrichtung für die Parallelfunkenstrecke selbsttätig _ herabsetzt, wenn während einer vorbestimmten Mindestzeit eine Überlastung des Kondensators bestanden hat, die unterhalb der Grenze liegt, bei der ein sofortiges Kurzschließen des Kondensators erforderlich ist. Das Hilfsrelais steuert zweckmäßig einen Umschalter im Primärkreis eines Zündtransformators für eine Hilfsfunkenstrecke, die ihrerseits die Hauptfunkenstrecke parallel zum Reihenkondensator zündet und dadurch den Kondensator kurzschließt. Als Hauptfunkenstrecke wird bei der Erfindung zweckmäßig eine an sich be- kannte Funkenstrecke mit Selbstlöschung verwendet. Die Funkenstrecke kann zu dem Zweck beispielsweise derart ausgebildet sein, daß der in ihr brennende Lichtbogen ein Metall niedrigen Schmelzpunktes, z. B. Blei, zum Schmelzen bringt und dadurch die Elektroden der Funkenstrecke miteinander metallisch leitend verbindet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schaltbild dargestellt. Als Beispiel für die Anwendung eines Reihenkondensators ist eine Ofenanlage angenommen, bei der der Ofen. i über einen Transformator 2 an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Der zu schützende Kondensator 3 ist über einen Reihentransformator in den Ofenstromkreis geschaltet. Parallel zum Kondensator 3 liegt eine selbstlöschende Funkenstrecke,., _ die durch eine. Hilfsfunkenstrecke 5 :gezündet wird. Die Zündspannung für die Hilfsfunkenstrecke liefert ein Zündtransformator 6, der über einen weiteren Transformator ; an die Spannung des Kondensators 3 angeschlossen ist. Im Primärkreis des Zündtransformators 6 liegt ein Umschalter 8, der durch ein Hilfsrelais 9 gesteuert wird. Das Hilfsrelais ist über ein Überstromzeitrelais io an einen Wandler ii im Kondensatorstromkreis angeschlossen. Das Hilfsrelais kann mit der gleichen Wirkung auch von der Spannung des zu schützenden Kondensators 3 abhängig gemacht «-erden.
Die Wirkungsweise der Schutzeinrichtung ist folgende: Tritt an dem zu schützenden Kondensator 3 eine Überspannung auf, die die Grenze von etwa 200 °J, der Nennspannung überschreitet, so spricht die Hilfsfunkenstrecke 5 ohne Verzögerung an und zünclet die Hauptfunkenstrecke d.. Der Kondensator 3 wird über diese Funkenstrecke kurzgeschlossen. Wenn die Überspannung des zu schützenden Kondensators 3 unterhalb des genannten Grenzwertes von etwa 200 °1o der Nennspannung, aber noch oberhalb der Grenze für dauernde Überlastungen liegt, also im allgemeinen oberhalb von etwa i 15 °1o der -Nennspannung, spricht das Überstromzeitrelais io an. Wenn diese Überlastung längere Zeit bestehen bleibt, so schaltet das Hilfsrelais 9 den Umschalter 8 im Primärkreis des Zündtransformators 6 um und erhöht die der Hilfsfunkenstrecke 5 zugeführte Spannung. In diesem Fall spricht die Hilfsfunkenstrecke also schon bei einer Spannung an, welche noch unterhalb derjenigen Grenzspannung liegt, bei der ein sofortiges Kurzschließen des Kondensators 3 notwendig ist. Sollte während der Laufzeit des Zeitrelais io eine Überspannung an dem Kondensator 3 auftreten, welche den oberen Grenzwert Von 200 °/o der -Nennspannun- überschreitet, so spricht die Hilfsfunkenstrecke 5 sofort an. Die Umschaltung im Primärkreis des Zündtransformators 6 durch das Hilfsrelais 9 wird in diesem Falle nicht ausgeführt.
Die Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, daß der zu schützende Kondensator in beiden Überspannungs- bzw. Überstrombereichen gegen die Überlastung geschützt wird, daß aber im Gegensatz zu bekannten Schutzanordnungen ein besonderer bei geringeren Überlastungen in Tätigkeit tretender Leistungsschalter parallel zum Kondensator nicht erforderlich ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Unischaltun- im Primärkreis des Zündtransformators einer Hilfsfunkenstrecke ist nur als Ausführungsbeispiel der Erfindung anzusehen. Wesentlich ist, daß der Ansprechwert der Zündvorrichtung, welche den Lichtbogen der den Kondensator kurzschließenden Hauptfunkenstrecke einschaltet, durch ein zeitabhängig betätigtes Hilfsrelais geändert wird. @@uf die Art des zur Zündung der Hauptfunkenstrecke verwendeten Mittels kommt es dabei nicht entscheidend an.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Schutz eines Reihenkondensators in elektrischen Wechselstromkreisen, bei der dem zu schützenden Kondensator eine Funkenstrecke parallel geschaltet ist, gekennzeichnet durch ein Hilfsrelais, welches den Ansprechwert der Zündvorrichtung für die Funkenstrecke selbsttätig herabsetzt, wenn während einer vorbestimmten Mindestzeit eine Überlastung .des Kondensators bestanden hat, die unterhalb der Grenze liegt, bei der sofortiges Kurzschließen .des Kondensators erforderlich ist.
2. Einrichtung nach Anspruch z, bei der eine Hilfsfunkenstrecke zur Zündung der Hauptfunkenstrecke dient,. dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündtransformator für die Hilfsfunkenstrecke durch das Hilfsrelais auf eine höhere Zündspannung umschaltbar ist.