DE1202863B - Elektrischer Kurzschlussunterbrecher - Google Patents

Description

• Elektrischer Kurzschlußunterbrecher Es ist bekannt, elektrische Stromkreise durch strombegrenzende, d. h. den Strom auf einen Bruchteil seines Scheitelwertes begrenzende Sicherungen vor den Auswirkungen zu großer Kurzschlußströme zu schützen. Sicherungen haben den Nachteil, daß sie nur für verhältnismäßig kleine Nennströme ausführbar sind und daß ihre Ausschaltleistung bei vertretbarem technischem Aufwand mit wachsendem Nennstrom abnimmt. Es sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß zu einer strombegrenzenden Sicherung kleiner Nennstromstärke und sehr hohem Ausschaltvermögen ein Stromunterbrecher parallel gelegt wird, der den überwiegenden Teil des Nennstromes führt und im Falle eines Überstromes oder eines Kurzschlußstromes zunächst öffnet, wodurch der Strom ohne Lichtbogenbildung auf die Sicherung kommutiert und von dieser ausgeschaltet wird. Bei den meisten bekannten Einrichtungen dieser Art sind die Kontakte des Stromunterbrechers nach dem öffnen durch eine Luftstrecke getrennt, so daß verhältnismäßig große Abstände erforderlich sind. Da das Ausschalten des Stromes durch die parallelgeschaltete Sicherung sehr schnell und unter Erzeugung von Schaltspannungen, die die Nennspannungen übersteigen, vor sich geht, müssen die Kontakte des Stromunterbrechers in sehr kleinen Zeiten (0,1 ms) auf hinreichende Abstände gebracht werden, was große Betätigungskräfte erfordert. Zur Erzeugung dieser Betätigungskräfte werden auch detonierende Sprengladungen verwendet. Werden dabei die entstehenden hohen Drücke zugleich zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit der Trennstrecke des Stromunterbrechers' ausgenutzt, so läßt sich der Trennabstand seiner Kontakte wesentlich herabsetzen. Ein bekannter elektrischer Kurzschlußunterbrecher arbeitet nach diesem Verfahren mit einem aufgesprengten Parallelstrompfad. Er ermöglicht eine außerordentlich kurze Ausschaltzeit eines Kurzschlußstromes. Allerdings erfordert die Auslösevorrichtung für die Sprengladung dieses Kurzschlußunterbrechers einen verhältnismäßig hohen technischen Aufwand, da sie als Sekundärauslöser ausgebildet ist. Außerdem ist die Anwendung von detonierenden Sprengladungen in Schaltanlagen nicht immer erwünscht.
• Aus diesem Grunde beschreitet die Erfindung, die sich ebenfalls auf einen elektrischen Kurzschlußunterbrecher, bestehend aus einer strombegrenzenden Sicherung und einem in einem Parallelzweig liegenden Stromunterbrecher, bezieht, einen anderen Weg, der auch zu äußerst kurzen Schaltzeiten, aber bei einem sehr einfachen und sicher arbeitenden Aufbau des Geräts, führt.
• Erfindungsgemäß weist der Stromunterbrecher unter Vakuum liegende Kontakte auf, die entgegen der Kraft einer Feder durch einen Schmelzdraht geschlossen gehalten werden. Da das Vakuum schon bei Trennstrecken von wenigen Millimetern eine außerordentlich hohe Spannungsfestigkeit bewirkt, kann der Strom in kürzester Zeit von dem Stromunterbrecher auf die Sicherung kommutiert werden, ohne daß ein Spannungsdurchschlag seiner Trennstrecke zu befürchten ist. Die Kontakte selbst können bei gleichbleibendem Vakuum für eine große Anzahl von Ausschaltungen verwendet werden, da sie nicht wie bei dem bekannten Kurzschlußunterbrecher deformiert werden. Es sind nach einer Ausschaltung lediglich der die Kontakte zusammenhaltende Schmelzdraht und wie in allen Geräten die strombegrenzende Sicherung auszuwechseln. Da der Schmelzleiter unmittelbar vom Kurzschlußstrom durchflossen wird, so wirkt er als Primärauslöser. Es entfällt somit eine komplizierte Auslösevorrichtung für die Betätigung des Stromunterbrechers. Die gesamte Anordnung von Sicherung und Stromunterbrecher mit Auslöser kann als einfaches Gerät unmittelbar in den Leitungszug eingebaut werden.
• In Weiterbildung der Erfindung wird der Schmelzdraht durch einen ebenfalls als Schmelzleiter ausgeführten Nebenwiderstand von einem Teil des Betriebsstromes entlastet. Das hat den Vorteil, daß der Schmelzdraht so ausgelegt werden kann, daß er bei Auftreten eines Kurzschlusses schlagartig zerfällt, nachdem zuvor der als Nebenwiderstand wirkende Schmelzleiter zerfallen ist. Es sind zwar schon Vakuumschalter mit parallelliegenden Widerständen oder Strombrücken bekannt, aber in diesen Fällen übernehmen die Vakuumschalter die Ausschaltung des Stromes. Sie führen daher einen Lichtbogen, der nur im Stromnulldurchgang gelöscht werden kann. Derartige Schaltgeräte sind daher nicht als strombegrenzende Kurzsehlußunterbrecher anzusehen.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. In einem Vakuumgefäß 1 sind die Kontakte 2 und 3 angeordnet. Das Gefäß ist durch eine Membran 4 abgeschlossen, die auch zugleich den unteren Abschluß des Raumes 5 bildet. In diesem Raum sind die als Nebenwiderstand dienenden und den größten Teil des Betriebsstroms führenden Schmelzleiter 6, vorzugsweise Silberdrähte, untergebracht und außerdem eine als Kraftspeicher wirkende Druckfeder 7, die, durch einen Stahlschmelzdraht 8 gespannt, die Kontakte 2 und 3 in die Offenstellung zu treiben sucht. Parallel zu den Vakuumkontakten ist die Sicherung 9 vorgesehen.
• Beim Auftreten eines Kurzschlusses schmelzen zunächst die Leiter 6. Sie können in bekannter Weise mit Stellen niedrigeren Schmelzpunktes versehen sein, so daß sie außerordentlich schnell zerfallen. Nach ihrem Durchschmelzen zerfällt auch der Schmelzdraht 8 schlagartig, wonach die Feder 7 die Kontakte 2 und 3 öffnet und damit der Strom auf die Sicherung 9 kommutiert wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Elektrischer Kurzschlußunterbrecher, bestehend aus einer strombegrenzenden Sicherung und einem in einem Parallelzweig liegenden Stromunterbrecher, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromunterbrecher unter Vakuum liegende Kontakte (2, 3) aufweist, die entgegen der Kraft einer Feder (7) durch einen Schmelzdraht (8) geschlossen gehalten werden.
2. 2. Kurzschlußunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzdraht (8) durch einen ebenfalls als Schmelzleiter (6) ausgebildeten Nebenwiderstand von einem Teil des Betriebsstromes entlastet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 547 270, 579 464, 596 204, 597 335, 607 604, 630 851, 689 915, 727 208; ETZ, 1955, S. 765 bis 769.