DE653417C - Selective protection device for high-voltage systems with the help of electron tubes - Google Patents

Description

An die Schutzeinrichtungen für elektrische Leitungen, Maschinen, Apparate und andere Starkstromanlagen werden nach, zwei Richtungen besonders hohe Anforderungen gestellt. Erstens sollen die Schutzeinrichtungen so selektiv wie möglich, arbeiten, d.h. mit Sicherheit nur den kranken Teil abschalten, zweitens sollen sie schnell arbeiten, unter Umständen in geringen Bruchteilen einer Sekunde wirksam werden. Man hat daher bereits mehrfach vorgeschlagen, für derartige Schutzeinrichtungen Elektronenröhren zu verwenden, die namentlich auch dann mit Vorteil anwendbar sind, wenn die Schutzeinrichtung mit über längere Strecken zu gebenden Signalen arbeitet.To the protective devices for electrical lines, machines, apparatus and others Power systems are subject to particularly high demands in two directions. First, the protective devices should work as selectively as possible, i.e. with certainty only switch off the sick part, secondly, they should work quickly, under Can take effect in a fraction of a second. It has therefore already been proposed several times for such Protective devices to use electron tubes, which are particularly advantageous are applicable if the protective device has to be given over longer distances Signals works.

Es ist jedoch bei den Vorschlägen geblieben; derartige Einrichtungen haben in der Praxis bisher keine weitgehende Aufnahme gefunden.However, it stayed with the proposals; such facilities have in the Practice has not yet been widely accepted.

Gemäß der Erfindung werden zu dem genannten Zweck solche Elektronenröhren verwendet, bei denen die Elektronen durch eine bei normaler Temperatur in Betrieb befindliehe elektrische Entladungsstrecke geliefert werden. Diese Erfindung ist den bisherigen Vorschlägen deshalb weitaus überlegen, weil es die Eigentümlichkeit von Schutzvorrichtungen ist, daß sie wochen-, auch monatelang nicht in Tätigkeit treten und trotzdem im Augenblick arbeitsbereit sein müssen. Die bisher für diesen Zweck verwendeten Elektronenröhren hatten den Nachteil, daß sie durch die Notwendigkeit dauernder Heizung einem nicht unerheblichen Verschleiß ausgesetzt werden, so daß die Gefahr des Versagens gerade im Augenblick einer Störung bestand. Geht man dazu über, die Elektronenröhren erst im Augenblick der Störung anzuheizen, so verliert man die für das Anheizen notwendige Zeit, ganz abgesehen davon, daß hierzu weitere Stromquellen besonderer Spannung zur Verfügung stehen müssen, die eine neue Gefahrenquelle darstellen. Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Beim Selektivschutz der Erfindung läßt sich die Elektronenröhre durch Einschaltung der bei normaler Temperatur stattfindenden. Entladung der Entladungsstrecke in außerordentlich kurzer Frist betriebsbereit machen,- man kann aber auch ohne Betriebsnachteile oder erhebliche wirtschaftliche Nachteile die Elektronenröhre dauernd betriebsbereit halten, da eine ohne nennenswerte Erhitzung bestehende elektrische Entladung einen so geringen Verschleiß der Röhre mit sich bringt, daß er\ die Betriebssicherheit ,nicht nennenswert beeinträchtigt. An dem Lichteffekt der bestehenden - Entladung kann der überwachende Beamte gleichzeitig die Betriebsbereitschaft jederzeit erkennen. According to the invention, such electron tubes are used for the stated purpose, in which the electrons are in operation by a normal temperature electrical discharge path can be supplied. This invention is the previous one Far superior to proposals because it is the peculiarity of guards is that they do not go into activity for weeks, even months, and still need to be ready to work at the moment. The electron tubes previously used for this purpose had the disadvantage that they are exposed to not inconsiderable wear due to the need for constant heating so that the danger of failure existed precisely at the moment of a disturbance. If one goes over to it, the electron tubes heating up at the moment of the disturbance, you lose the time necessary for heating up, quite apart from that, that additional power sources of a particular voltage must be available for this purpose, which represent a new source of danger. All of these disadvantages are overcome by the invention eliminated. In the selective protection of the invention, the electron tube can be switched on that which takes place at normal temperature. Discharge of the discharge path Get ready for operation in an extremely short period of time - but you can also do this without any operational disadvantages or significant economic ones Disadvantages Keeping the electron tube permanently ready for operation, since one without any noteworthy If the electrical discharge is heated, the wear of the tube is so low that it reduces the operational safety , not significantly impaired. At the light effect of the existing - discharge the monitoring officer can at the same time recognize the operational readiness at any time.

*) Von dem Patentsrtcher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The inventor has been named by the patent author:

Dr.-Ing. Manfred Schleicher in Berlin-Charlottenburg.Dr.-Ing. Manfred Schleicher in Berlin-Charlottenburg.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. . ·Exemplary embodiments are shown in the drawings. . ·

Fig. ι zeigt ein Beispiel, in dem die Elektronenröhre bei Auftreten der Störung zur Entladung gebracht wird. An den Stromwandler der zu überwachenden Leitung ist ein Schnellrelais angeschlossen, das bei Er reichen des Ansprechstromes in wenigen Millisekunden seinen Kontakt schließt. Durch • ίο diesen Kontakt wird die Entladespannung an die Elektronen "aussendende Entladungsstrecke geschaltet. Fig. Ι shows an example in which the electron tube is discharged when the fault occurs. To the current transformer of the line to be monitored a high-speed relay is connected, which when reaching the response current in a few Milliseconds closes its contact. Through • ίο this contact the discharge voltage connected to the discharge path that emits electrons.

Ist die Verzögerungszeit des Schnellrelais noch zu groß, so kann man auch beispielsweise die Entladungsstrecke unmittelbar an die Stromwandler anschließen, zweckmäßig über einen gesättigten Zwischenwandler (Fig. 2). Im Häuptstromwandler entsteht an der offenen Sekundärwicklung des Zwischenwandlers eine bestimmte Spannung, die zum Zünden der Entladungsstrecke ausreicht. Natürlich kann zur Vermeidung des Zwischenwandlers; auch der Hauptwandler passend ausgebildet werden. Die im Anoden-Stromkreis der Einrichtungen (Fig. 1 und 2) liegenden Auslösespulen werfen den Hauptschalter direkt heraus.If the delay time of the high-speed relay is still too long, you can also, for example connect the discharge path directly to the current transformer, expediently via a saturated intermediate transformer (Fig. 2). In the main current transformer occurs on the open secondary winding of the intermediate transformer a certain voltage that is sufficient to ignite the discharge path. Of course, to avoid the intermediate converter; the main converter can also be designed appropriately. The in the anode circuit of the devices (Fig. 1 and 2) lying release coils throw the main switch out directly.

In Fig. 3 und 4 sind die Anordnungen aus Fig. 2 abgewandelt, indem gemäß Fig. 3 das Einsetzen des Anodenstromes der Elektronenröhre erst nach Ansprechen einer Glimmlampe erfolgt. Zu diesem Zweck ist der Hauptstromwandler über einen Ohmschen Widerstand oder eine Impedanz geschlossen, und der Spannungsabfall an dieser Impedanz bringt eine Glimmröhre erst dann zum Zünden, wenn der Sekundärstrom des Wandlers eine bestimmte Mindeststärke erreicht. Im Äugenblick der Zündung entsteht dann der 4.0 Strom durch die Elektronenröhre, in deren Anodenkreis die Auslösespule des Leitungsschalters liegt.In FIGS. 3 and 4, the arrangements from FIG. 2 are modified in that according to FIG. 3 the onset of the anode current of the electron tube only takes place after a glow lamp has responded. For this purpose is the Main current transformer closed via an ohmic resistance or an impedance, and the voltage drop at this impedance only causes a glow tube to ignite when the secondary current of the converter reaches a certain minimum level. in the At the moment of ignition, the 4.0 current is created through the electron tube, in its Circuit the tripping coil of the line switch is located.

In der Ausführungsform, die Fig. 4 zeigt, ist eine besondere Anodenstromquelle entbehrlich gemacht, indem parallel zum Belastungswiderstand des Hauptstromwandlers eine Gleichrichtersehältung liegt, deren gleichgerichtete Spannung unmittelbar benutzt wird, um den Anodenstrom über die Auslösespule des Leitungsschalters hervorzurufen.In the embodiment shown in FIG. 4, a special anode power source can be dispensed with made by a rectifier holding parallel to the load resistance of the main current transformer, whose rectified Voltage is used directly to produce the anode current across the trip coil of the line switch.

An Stelle der Widerstände, die in Fig. 3 und 4 zum Hauptstromwandler parallel liegen, kann selbstverständlich auch eine Impedanz oder ein Zwischenwandler verwendet werden, wobei bei der in Fig. 4 wiedergegebenen Anordnung ein Zwischenwandler mit einer. Mittelanzapfung der Sekundärwicklung zur Anwendung kommt.Instead of the resistors that are parallel to the main current transformer in Fig. 3 and 4, an impedance or an intermediate transformer can of course also be used, wherein in the arrangement shown in Fig. 4, an intermediate converter with a. Center tap of the secondary winding is used.

In Fig. 5 ist eine Einrichtung gezeigt, bei der die Entladungsstrecke ständig betriebsbereit gehalten ist. Besonderen Steuergittern ■wird eine Spann'ung aufgedrückt, die eine Funktion der zu überwachenden Größe, z. B. für das eine eine Funktion der Netzspannung, für das .-andere eine Funktion des Stromes ist. Für einen 'Selektivschutz wird man oft nicht nur ein 'rElepient verwenden, sondern mehrere An- :-Ve'ge- und Selektivitätsglieder, die auch wieder Elektronenröhren mit bei normaler Temperatur _ in Betrieb befindlicher Entladungsstrecke enthalten können.In Fig. 5 a device is shown in which the discharge path is always ready for operation is held. A voltage is imposed on special control grids, which has a function the size to be monitored, e.g. B. for one a function of the mains voltage, for that .-other is a function of the current. For a 'selective protection one is often not just one 'use rElepient, but several : -Ve'ge- and selectivity members, which also return electron tubes with at normal temperature _ may contain the discharge path in operation.

Fig. 6 stellt eine Sendeeinrichtung mit einer solchen Elektronenröhre dar, bei der wie bei Fig. 5 durch Beobachtung des Lichteffektes die Betriebsbereitschaft der Röhre überwacht werden kann. Durch Ansprechen eines Schnellrelais oder andere Mittel kann die Röhre zur Erzeugung irgendwelcher Sendefrequenzen angeregt werden, die wiederum für Signalübermittlung oder sonst irgendwie in bekannter Weise für die Selektivschutztechnik ausgenutzt werden,Fig. 6 shows a transmitting device having such an electron tube in which we in Fig. 5 by observing the light effect, the operational readiness of the tube can be monitored. By response of a quick relay or other means can the tube to generate any transmission frequencies are stimulated, which in turn for signal transmission or otherwise in a known manner for selective protection technology be exploited,

Claims (8)

Patentanspruchs.:Claim: ■i. Selektivschutzeinrichtung für Starkstromanlagen mit Hilfe von Elektronenröhren, bei denen als Elektronenquelle eine bei normaler Temperatur in Betrieb befindliche elektrische Entladungsstrecke dient.■ i. Selective protection device for high-voltage systems with the help of electron tubes, where the electron source is one in operation at normal temperature located electrical discharge path is used. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre durch ein zur Schutzeinrichtung gehörendes Schnellrelais zum Ansprechen gebracht wird, welches die Entladespannung an eine Hilfsentladestrecke anlegt, so daß die Elektronenröhre daraufhin die Einschaltung der Auslösespule des Schalters übernimmt (Fig. i). 2. Device according to claim 1, characterized in that the electron tube through a high-speed relay belonging to the protective device for response is brought, which applies the discharge voltage to an auxiliary discharge path, so that the electron tube then takes over the activation of the trip coil of the switch (Fig. i). 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsentladungsstrecke in der Elektronenröhre unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines gesättigten Zwischenwandlers vom Sekundärkreis „eines Wandlers der ab zuschaltenden Leitungsstrecke erregt wird (Fig. 2).3. Device according to claim i, characterized characterized in that the auxiliary discharge path in the electron tube is immediate or with the interposition of a saturated intermediate converter from the secondary circuit of a converter from the switch-on Line path is excited (Fig. 2). 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstrecke der Elektronenröhre erst no nach dem Ansprechen einer Glimmlampe an Spannung liegt (Fig. 3).4. Device according to claim 1 and 3, characterized in that the discharge path of the electron tube only no voltage is present after a glow lamp has responded (Fig. 3). 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenspannung für die Elektronenröhre dem Leitungsstromwandler über eine Gleichrichterschaltung entnommen wird (Fig. 4).5. Device according to claim 1 or 1 and following, characterized in that the anode voltage for the electron tube is taken from the line current transformer via a rectifier circuit (Fig. 4). 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ständig aufrechterhaltenden Hilfsentladung die für die Abschaltung der6. Device according to claim 1 or 1 and following, characterized in that that with a constantly sustaining auxiliary discharge for the shutdown of the Leitungsstrecke maßgebenden Betriebsgrößen der Leitung, wie z. B. Strom oder Spannung, die Elektronenröhre mit Hilfe von Steuergittern beeinflussen (Fig. 5).Line route decisive operating parameters of the line, such as B. Electricity or Voltage that influence the electron tube with the help of control grids (Fig. 5). 7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Erregerkreis der Auslösespule des Leitungsschalters einschaltende Elektronenröhre durch eine entsprechende Elektronenröhrenanordnung gesteuert wird, welche von einer oder mehreren für die Abschaltung der Leitung maßgebenden Betriebsgrößen der Leitung beeinflußt wird (Fig. 5).7. Device according to claim 1 and 6, characterized in that the excitation circuit the tripping coil of the circuit breaker switching on the electron tube by a corresponding electron tube arrangement is controlled, which of one or more decisive operating variables for the shutdown of the line the line is influenced (Fig. 5). 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre mit nicht geheizter Elektronenquelle als Hochfrequenzschwingungserzeuger zur Aussendung von Signalen für die Selektivschutzeinrichtungen eines Netzes dient (Fig. 6).8. Device according to claim 1 or 1 and following, characterized in that that the electron tube with an unheated electron source as a high-frequency oscillation generator serves to transmit signals for the selective protection devices of a network (Fig. 6). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings