DE360974C - Einrichtung zum Schutz der Isolation elektrischer Maschinen und Apparate gegen Beschaedigung durch UEberspannungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, in elektrischen Anlagen Hörnerableiter oder andere Überspannungsableiter anzuschließen zu dem Zweck, eine etwa auftretende Überspannung nach Erde abzuleiten und so die Maschinen und Apparate gegen Beschädigung zu schützen. Es ist ferner bekannt, solche Funkenstrecken mit einem automatischen Schalter zu verbinden, welcher beim Ansprechen der Einrichtung den

ίο von der Überspannung betroffenen Zweigstromkreis vom Hauptstromkreis abschaltet. Alle bekannten Anordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß auftretende Überspannungen nicht oder erst nach gewissen

ig Zeitintervallen unschädlich gemacht werden. Da dieser Zeitraum aber unter Umständen ausreichen kann, Durchschläge innerhalb der Maschinen oder Apparate herbeizuführen, so sind diese Einrichtungen kein zuverlässiges Schutzmittel.

Die Aufgabe, welche der Erfindung zu Grunde liegt, besteht darin, das Zeitintervall vom Auftreten der Überspannung bis zur Abschaltung der zu schützenden Anlage so zu verkürzen, daß es auf jeden Fall kleiner wird, als die zum Durchschlagen der zu schützenden Isolation erforderliche Zeit. Diese Aufgabe wird durch die Vereinigung zweier an sich bekannter Mittel gelöst, nämlieh durch die Benutzung einer praktisch ohne Zeitverzögerung in Tätigkeit tretenden Funkenstrecke und einer schnell wirkenden Abschaltvorrichtung, welche direkt oder indirekt durch ! den Überschlag an der Funkenstrecke be-

tätigt wird. j

Das schnelle Ansprechen der Funkenstrecke j wird durch an sich bekannte homogene Gestaltung des elektrischen Feldes, durch Ionisierung oder durch sonstige Mittel zur Änderung vonEntladungserscheinungen erreicht.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann man beim Durchschlagen der Funkenstrecke außer der schnellen Abschaltung der Maschinen oder Apparate auch schnelle Feldschwächung derselben herbeiführen. Unter Umständen ist auch fine automatische Abstellung der Kraftmittelzufuhr für die Antriebsmaschine vorteilhaft.

Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für den Schutz elektrischer Maschinen, welche mit Transformatoren verbunden sind. Da hier die Gefahr besteht, daß infolge Beschädigung eines Transformators die Hochspannung von der Oberspannungsseite auf die Unterspannungsseite übertritt und so ein Durchschlagen des Generators herbeiführt, würde ein Überspannungsschutz nicht genügen, wenn man ihn an der Oberspannungsseite vorsieht. Man ordnet daher bei derartigen Anlagen die Funkenstrecke in an sich bekannter Weise auf der Unterspannungsseite des Transformators an, bewirkt aber die schnelle Abschaltung beim Durchschlagen der Funkenstrecke durch automatische Betätigung eines auf der Oberspannungsseite des Transformators liegenden Schalters, ähnlich wie dieses bei Störungen auf der Unterspannungsseite bereits üblich ist.

An Hand der Zeichnung möge das Wesen der Erfindung bei einem Ausführung-beispiel erläutert werden, und zwar ist hier eine Einrichtung zum Schutz eines Drehstromgenerators dargestellt, der auf einen Transformator arbeitet und dessen Nullpunkt geerdet ist.

Der Generator a, dessen Feldwicklung b

durch die Erregermaschine c erregt wird, speist einen Transformator d, dessen Unterspannungsseite init & und dessen Oberspannungsseite mit f bezeichnet ist. Parallel zu dem zu schützenden Generator ist auf der Unterspannungsseite des Transformators eine praktisch ohne Zeitverzögerung ansprechende Funkenstrecke g angeordnet. Zur Begrenzung des bei einem Überschlag

to der Spannung fließenden Stromes sind die mit Erde E verbundenen Elektroden in an sich bekannter Weise an Widerstände h angeschlossen. Die Elektroden, zwischen denen die Funkenstrecke gebildet ist, sind beispielsweise als Kugelflächen von großem Radius hergestellt. Man kann aber auch einer solchen Kugelfläche gegenüber eine ebene Fläche anordnen.

Durch diese Konstruktion der Elektroden wird erzielt, daß das elektrische Feld an der , in Betracht kommenden Stelle homogen ist ^: und die Zeitverzögerung des Überschlages gegenüber anderen bekannten Konstruktionen _; verringert wird. Zur weiteren Verminderung j der Zeitverzögerung kann die Funkenstrecke g durch besondere Einrichtungen, welche auf der Zeichnung nicht dargestellt sind, künst- \ lieh ionisiert werden. Es kann dieses beispielsweise durch Beleuchtung mit ultravioletten Strahlen oder Röntgenstrahlen, durch Anbringung von Radiumpräparaten oder durch andere Mittel zur Beeinflussung von Entladungserscheinungen geschehen.

Damit der für die Gefahr des Durch-Schlages der Generatorisolation maßgebende Zeitwert nicht erreicht wird, ist ferner eine auf die Überschlagsspannung oder, wie in der Zeichnung dargestellt, auf den über die Funkenstrecke nach Erde fließenden Strom ; ansprechende Einrichtung i vorgesehen, die etwa nach Art eines empfindlichen Spannungsbzw. Stromrelais ausgeführt sein mag und welche die Aufgabe hat, die schnelle Abschaltung oder außer dieser Maßnahme die Feldschwächung des Generators herbeizuführen. Wenn nun die Hochspannung von der Oberspannungsseite f auf die Unterspannungsseite e übertritt, wird momentan die Funkenstrecke durchschlagen. Der zur Erde fließende Strom terregt die Relaiseinrichtung i, welche ihrerseiss bei k den Kontaktschluß eines Auslösestromkreises herbeiführt, in welchem das Au löseorgan I für den Hauptölschalter m und das Auslöseorgan η für die Abschaltung der Erregung gelegen sind, so daß diese beiden Schalter in Tätigkeit treten. Der Auslösestrom kann, wie in dem Schaltbild dargestellt ist, von der Erregermaschine c oder auch einer beliebigen Hilfsstromquelle entnommen werden. Je schneller die Abschaltung vor sich geht, um so geringer wird die Gefahr sein, daß ein Durchschlagen der Maschinenisolation stattfindet. Aus diesem Grunde wird man nötigenfalls von der Verwendung eines Relais oder eines ähnlichen Zwischengliedes absehen und den über die Funkenstrecke fließenden Strom unmittelbar zur Abschaltung oder Feldschwächung verwenden.

Die dargestellte Anordnung ist nur ein Beispiel für die Ausführung des Erfindungsgedankens. An Stelle der zu schützenden Isolation des Generators α kann natürlich auch jede andere Isolation fester oder flüssiger Beschaffenheit in Frage kommen, ebenso wie an Stelle des Generators durch die Erfindung auch andere elektrische Maschinen oder Apparate wirksam gegen Überspannungen geschützt werden können. Ferner kann der Betätigungsmechanismus beliebiger bekannter Art sein.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz der festen oder flüssigen Isolation elektrischer Maschinen und Apparate gegen Beschädigung durch Überspannungen, gekennzeichnet durch die vereinigte Anwendung einer durch homogene Gestaltung des elektrischen Feldes, künstliche Ionisierung oder durch sonstige Mittel zur Änderung von Entladungserscheinungen praktisch ohne Zeitverzögerung ansprechenden Funkenstrecke und geeignet angeordneter Betätigungsmittel, welche beim Durchschlagen der Funkenstrecke eine schnelle Abschaltung der Maschinen oder Apparate bewirken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchschlagen der praktisch ohne Zeitverzögerung ansprechenden Funkenstrecke auch die schnelle Feldschwächung der Maschinen oder Apparate erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zum Schütze von Maschinen, welche mit Transformatoren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke auf der Unterspannungsseite des Transformators angeordnet ist, die Abschaltung aber durch Betätigung eines auf der Oberspannungsseite des Transformators liegenden Schalters erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.