DE1029912B

DE1029912B - Elektrische Schalteinrichtung fuer Gleich- oder Wechselstrom mit UEberstrom- und Kurzschlussstromschutz

Info

Publication number: DE1029912B
Application number: DEC11583A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Brueckner
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1955-07-21
Filing date: 1955-07-21
Publication date: 1958-05-14

Description

DEUTSCHES

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei elektrischen Schalteinrichtungen für deich- oder Wechselstrom mit einem lediglich für die Unterbrechung von Betriebsstrom ausgelegten Schalter, beispielsweise einem Leistungstrennschalter, eine Unterbrechungseinrichtung in Reihe zu legen, die in Abhängigkeit von der Steilheit des Stromanstieges nur auf Über- bzw. Kurzschlußstrom anspricht. An den Betriebsstromschalter werden also keine höheren Anforderungen gestellt. Über- bzw. Kurzschlußströme werden durch die hierfür bestimmte Unterbrechungseinrichtung abgeschaltet, die beim Bekannten aus einer entsprechend bemessenen Sicherung besteht.

Nun unterbrechen aber die üblichen Sicherungen nicht sehr schnell, so daß ein auftretender Kurzschlußstrom doch eine recht erhebliche die Anlage belastende Höhe annehmen kann, bevor er abgeschaltet wird. Für Hochspannung und für Gleichstrom kommt ihre Verwendung im übrigen weniger in Betracht.

Es besteht daher die Aufgabe, an Stelle von Sieherungen eine Schalteinrichtung zu verwenden, die die erwähnten Nachteile nicht aufweist. Es sind zwar Schalter bekannt, mit denen sehr schnelle Abschaltzeiten erzielt werden können, doch ist ihre Verwendung an Stelle von Sicherungen unrentabel. Unter den bekannten Schalteinrichtungen gibt es Leistungsschalter, die durch Explosionskraft mittelbar angetrieben werden. Dabei werden durch Zündung einer Patrone in einem Zylinder auf den Kolben Kräfte ausgeübt, die über ein Gestänge die Schalterkontakte antreiben. Der Aufbau sowie der Aufwand ist also beim Vergleich mit einer Sicherung verhältnismäßig groß. Außerdem sind die Zeiten von der Auslösung bis zur Abschaltung im allgemeinen nicht so kurz, als daß der auftretende Kurzschlußstrom schon während des Stromanstiegs unterbrochen wird. Erfmdungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die auf Über- bzw. Kurzschlußströme ansprechende Unterbrechungseinrichtung als Sprengtrenner ausgebildet ist, d. h. als Unterbrecher, bei dem ein Leiterstück mittels Explosivstoff zerlegt wird. Ein derartiger Sprengtrenner weist keine mechanischen Antriebsund Auslöseteile auf, so daß der Unterbrechungsvorgang im Vergleich zu den meisten Schalteinrichtungen erheblich schneller vor sich geht. Es ergibt sich der große Vorteil, daß eine Abschaltung bei Überbzw. Kurzschlußströmen infolge des äußerst schnellen Arbeitens von Sprengtrennern unmittelbar nach dem Beginn des Stromanstiegs erfolgt, so daß die hinter der Schalteinrichtung liegenden Anlagenteile dynamisch nur noch für einen Bruchteil des vollen Kurzschlußstromes bemessen zu werden brauchen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Aufwand für einen derartigen Sprengtrenner, der beispielsweise die Elektrische Schalteinrichtung

für Gleich- oder Wechselstrom

mit überstrom- und Kurzschlußstromschutz

Anmelder:

CALOR-EMAG

Elektrizitäts-Aktiengesellschaft,
Ratingen, Bahnstr. 39-45

Dr.-Ing. Paul Brückner, Hösel,
ist als Erfinder genannt worden

Form einer Sicherung haben kann, erheblich geringer ist als bei einem Schalter der oben beschriebenen Bauart. ^

Zweckmäßig wird für die Zwecke der Erfindung ein im Hauptstrompfad angeordneter Sprengtrenner mit im Nebenpfad angeordneter Unterbrechungsstelle für die endgültige Abschaltung verwendet, wobei die im Nebenpfad liegende Unterbrechungsstelle vorzugsweise ohne mechanisch bewegte Teile aufgebaut ist, beispielsweise derart, daß ein Schmelzdraht zwischen Lichtbogenelektroden einer Löschkammer gespannt ist. Vorteilhaft ist hierbei, die Löschung durch Längung bzw. Querablenkung des Lichtbogens unter dem Einfluß von Magnetfeldern zu bewirken. Hierfür können die üblichen und bekannten Mittel verwendet werden.

Zur Zündung der Sprengladung des Sprengtrenners ist ein Zündkreis erforderlich, dessen Ansprechspannung so eingestellt werden muß, daß die Zündung sofort dann erfolgt, wenn ein Stromanstieg vorliegt, der einen schädlichen Über- bzw. Kurzschlußstrom erwarten läßt. Man schließt diesen Zündkreis zweckmäßig über einen Wandler an die stromführende Leitung. Zur Einstellung des Zündkreises auf beliebige Stromanstiege kann eine Regeldrossel oder ein Regelwiderstand, die bzw. der zu einem Transformator parallel liegt, dienen. Man kann auch statt der Regeldrossel bzw. des Widerstandes eine einstellbare Meßfunkenstrecke oder mehrere dieser Mittel vorsehen.

Oft ist es auch vorteilhaft, zur Anpassung des Zündkreises an die Meßeinrichtung einen Zwischenwandler zu benutzen.

808 510/375

Claims

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung. In Fig. 1 ist 1 ein Leistungstrennschalter, der nur für das Schalten von Betriebsstrom bemessen ist. Mit ihm liegt eine Unterbrechungseinrichtung 2 für Über- bzw. Kurzschlußstrom in Reihe, die einen Sprengtrenner enthält, dessen Zündkreis über den Wandler 3 angeschlossen ist. Ein Beispiel für den Zündkreis ist in Fig. 2 dargestellt. An die Sekundärseite des Zwischenwandlers 4 ist die Zündeinrichtung 5 angeschlossen. Im Zündkreis liegt der Kondensator 6. Die Ansprechspannung des Zündkreises kann durch die Regeldrossel 7, die Meßfunkenstrecke 8 oder die Dreielektrodenfunkenstrecke 9 bzw. durch mehrere dieser Mittel erfolgen. Durch die Erfindung ist. ein Schalter geschaffen worden, der sich für weitgehende Verwendung eignet. Der Aufwand eines sonstigen Leistungsschalters, der sowohlBetriebs-al'sauchKurzschlußströme beherrschen muß, ist vermieden. Man kommt mit einem Lastschalter für die Schaltung von Betriebsströmen aus. Da eine Abschaltung bei Überströmen bzw. Kurzschlüssen infolge der schnellen Abschaltmöglichkeit mit Sprengtrennern schon bald nach dem Entstehen, jedenfalls vor Erreichen des Strommaximums erfolgen kann, brauchen die hinter dieser Schaltapparatur liegenden Anlagenteile dynamisch nicht mehr für die Höchstwerte des Kurzschlußstromes bemessen zu werden. Wegen der überaus kurzen Abschaltzeiten, die mit Sprengtrennern erreichbar sind, ist es sogar möglich, eine Staffelung der Abschaltzeiten bei mehreren im Zuge der Leitung in Reihe liegenden Abschalteinrichtungen zu erreichen, so daß auch die zuletzt ansprechende Schaltapparatur noch vor dem Scheitelwert des Kurzschluß- oder Überstromes abschaltet. Pa te ν τ α ν s ρ ε γ γ. π f. 40

1. Elektrische Schalteinrichtung für Gleich- oder Wechselstrom, bestehend aus einem lediglich für die Unterbrechung von Betriebsstrom ausgelegten Schalter, beispielsweise einem Leistungstrennschalter, und einer damit in Reihe liegenden Unterbrechungseinrichtung, die in Abhängigkeit von der Steilheit des Stromanstieges nur auf Über- bzw. Kurzschlußströme anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Über- bzw. Kurzschlußströme ansprechende Unterbrechungseinrichtung als Sprengtrenner ausgebildet ist, d. h. als Unterbrecher, bei dem ein Leiterstück mittels Explosivstoff zerlegt wird.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösekreis über einen Wandler an die stromführende Leitung angeschlossen ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichstrom der Wandler eine zusätzliche Vormagnetisierung erhält, damit an den Wicklungen des Wandlers bei einem einzustellenden Strom infolge des Durchlaufens des ungesättigten Gebietes eine Spannung entsteht.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Ansprechspannung durch eine parallel zur Sekundärwicklung angeschaltete Drosselspule und bzw. oder Widerstand eingestellt wird.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Ansprechspannung an die Meßeinrichtung ein Zwischenwandler benutzt wird.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung eine Meßfunkenstrecke dient.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung eine Dreielektrodenfunkenstrecke eventuell mit vorgeschalteter Funkenstrecke dient.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung eines im Hauptstrompfad angeordneten Sprengtrenners mit im Nebenpfad angeordneter Unterbrechungsstelle für die endgültige Abschaltung, die vorzugsweise ohne mechanisch bewegte Teile aufgebaut ist, beispielsweise derart, daß ein Schmelzdraht zwischen Lichtbogenelektroden einer Löschkammer gespannt ist und der Lichtbogen durch Längung bzw. Querablenkung unter dem Einfluß von Magnetfeldern gelöscht wird.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren im Zuge der Leitung in Reihe liegenden ähnlich schnellen Abschalteinrichtungen das Ansprechen des Zündkreises kurzzeitig gestaffelt so verzögert wird, daß nur die der Kurzschlußstelle unmittelbar vorgeschalteten Abschaltgeräte zum Ansprechen kommen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 739 503, 338 062;
AEG-Liste Sg N HOa, Februar 1951, S. 10, 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen