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DE19916327A1 - Short circuiter - Google Patents

Short circuiter

Info

Publication number
DE19916327A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
short
circuiter
circuiting
insulating
gas generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1999116327
Other languages
German (de)
Inventor
Lutz Thilker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moeller GmbH filed Critical Moeller GmbH
Priority to DE1999116327 priority Critical patent/DE19916327A1/en
Priority to PCT/EP2000/002990 priority patent/WO2000062320A1/en
Priority to AU41154/00A priority patent/AU4115400A/en
Publication of DE19916327A1 publication Critical patent/DE19916327A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00—Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004—Closing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

The invention relates to a short-circuiter for an accidental arc protection device for use in installations that distribute electric energy. Said short circuiter comprises a gas generator and a short-circuiter piston that is directly driven by the gas generator and that electrically connects the connecting bars with a busbar. The aim of the invention is to provide such a short-circuiter in the configuration as a housing that is provided with all components that are required for a three-phase short-circuit. To this end, the short-circuiter has at least one lower part (9) that consists of insulating material in which the connecting bars (3) are embedded and fixed. The short-circuiter is further provided with at least one fixing element (7) from insulating material in which the link bar (2) is embedded and fixed. The lower part (9) with the fixing element (7) is mounted in such a manner that at least one insulating short-circuiter housing is formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurzschließer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a short circuiter according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 197 12 387 A1 ist ein einpoliger Kurzschließer mit Anschlußschienen und einer Verbindungsschiene bekannt, der mit einem Kurzschließerkolben und einem Gasgenerator versehen ist. Nicht bekannt ist es, wie es als zusammenhängendes Gehäuse auszubilden ist, daß es alle erforderlichen Komponenten für einen mehrpoligen Kurzschluß aufweist.From DE 197 12 387 A1 is a single-pole short-circuiter with connecting rails and a connecting rail known with a short-circuit piston and a Gas generator is provided. It is not known how it is related Training housing is that it has all the necessary components for one multipole short circuit.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurzschließer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, das als Gehäuse mit alle erforderlichen Komponenten für einen mehrpoligen Kurzschluß ausgebildet ist.The object of the invention is a short circuiter according to the preamble of Claim 1 to create that as a housing with all the necessary components for a multipole short circuit is formed.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.The object of the invention is characterized by the characterizing features of Claim 1 solved, while in the subclaims particularly advantageous Developments of the invention are characterized.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.Based on the drawing, in which an embodiment is shown, the Invention, further refinements and improvements of the invention and others Advantages are described and explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des Kurzschließers, Fig. 1 is a perspective exploded view of the short,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Kurzschließers, Fig. 2 is a sectional view of the short,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung, Fig. 3 is an enlarged sectional view,

Fig. 4 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des Kurzschließerkolbens, des Zentrierelementes und der Isolierfolie von unten und Fig. 4 is a perspective exploded view of the short-circuiting piston, the centering element and the insulating film from below and

Fig. 5 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des Kurzschließerkolbens, des Zentrierelementes und der Isolierfolie von oben. Fig. 5 is a perspective exploded view of the short-circuiting piston, the centering element and the insulating film from above.

Die Fig. 1 zeigt den anschlußfertigen Kurzschließer 23 mit drei flach nebeneinander angeordneten Anschlußschienen 3 in Form von Flachschienen mit entsprechenden Anschlußbohrungen 15, wie sie in dem Niederspannungs-Anlagenbau üblich sind. Fig. 1 shows the ready-short-circuiting device 23 having three flat adjacently disposed connecting rails 3 in the form of flat bars with corresponding connecting holes 15, as are customary in the low-voltage engineering.

Die mittlere Anschlußschiene 3 ist am Ende, bzw. am gegenüberliegenden Ende der Anschlußbohrungen 15, mit einer Verbindungsschiene 2 elektrisch verbunden, wobei die Verbindungsschiene 2 im nichtausgelösten Zustand von den Anschlußschienen 3, isoliert ist. Die Schienenanordnung ist E-förmig.The middle connecting bar 3 is electrically connected at the end or at the opposite end of the connecting bores 15 to a connecting bar 2 , the connecting bar 2 being insulated from the connecting bars 3 in the non-triggered state. The rail arrangement is E-shaped.

An den Enden der Anschlußschienen 3 sind zwei Kurzschließereinheiten 16, 17 mit jeweils einem Gasgeneratorantrieb auf Nitrocellulose-Basis angeordnet, wie er bei Airbags oder Gurtstraffern verwendet wird.At the ends of the connecting rails 3 , two short-circuiting units 16 , 17 are arranged, each with a gas generator drive based on nitrocellulose, as is used in airbags or belt tensioners.

Die Anschlußschienen 3, die Verbindungsschiene 2 und weitere später beschriebene Isolierteile sind zu einem sandwichartigen E-förmigen Paket angeordnet. The connecting rails 3 , the connecting rail 2 and other insulating parts described later are arranged in a sandwich-like E-shaped package.

Bei Zündung der Kurzschließereinheiten 16 und 17 entsteht ein dreipoliger Kurzschluß, der innerhalb einer Millisekunde einen Störlichtbogen löscht. Die Kurzschließereinheiten 16 und 17 werden durch eine Auswerteelektronik angesteuert, die mit schnellen Strom- und Lichtsensoren zur Störlichtbogenerkennung versehen ist. Die Ansteuerung kann mit jeder Art von Sensoren erfolgen. Ebenso ist der Kurzschließer zum Schutz von Verbrauchern und Betriebsmittel bei Kurzschluß einsetzbar.When the short-circuiting units 16 and 17 are ignited, a three-pole short circuit arises which extinguishes an arcing fault within a millisecond. The short-circuiting units 16 and 17 are controlled by evaluation electronics which are provided with fast current and light sensors for arc fault detection. The control can be done with any kind of sensors. The short-circuiter can also be used to protect consumers and equipment in the event of a short-circuit.

In der Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung der Kurzschließereinheit gezeigt, wobei Fig. 3 eine Vergrößerung zeigt. FIG. 2 shows a sectional illustration of the short-circuiting unit, FIG. 3 showing an enlargement.

Die Kurzschließereinheit 16 bzw. 17 besteht aus einem Gasgenerator 6, einer Kapselung 18 aus Isolierstoff für den Gasgenerator 6 mit einer nicht dargestellten Überwurfmutter.The short-circuiting unit 16 or 17 consists of a gas generator 6 , an encapsulation 18 made of insulating material for the gas generator 6 with a union nut, not shown.

Der Gasgenerator 6 ist in der Kapselung 18 gasdicht eingebettet.The gas generator 6 is embedded gas-tight in the encapsulation 18 .

Die Anschlußschienen 3 sind in einem Unterteil 9 aus Isolierstoff eingebettet und mit diesem Teil verschraubt. Das Unterteil 9 weist Einsenkungen 19, die etwa die gleiche Tiefe aufweisen wie die Dicke der Anschlußschienen 3. An einer Seite des Unterteils 9 sind Öffnungen 20 für die Durchführung der Anschlußschienen angeordnet, wie in Fig. 1 zu sehen ist.The connecting rails 3 are embedded in a lower part 9 made of insulating material and screwed to this part. The lower part 9 has depressions 19 which have approximately the same depth as the thickness of the connecting rails 3 . Openings 20 are arranged on one side of the lower part 9 for the passage of the connecting rails, as can be seen in FIG. 1.

An beiden Seiten des Unterteils 9, d. h. links und rechts von den Anschlußschienen 3 sind Befestigungsflansche 21 mit Befestigungsbohrungen 22 angeformt, die zur Befestigung des Kurzschließers 23 in einer Schaltanlage vorgesehen sind.On both sides of the lower part 9, that is, left and right of the connecting rails 3 are attachment flanges 21 integrally formed with mounting holes 22 which are provided for fastening the short shutter 23 in a switchgear.

Die beiden äußeren Anschlußschienen sind im Bereich der Kurzschließereinheiten 16, 17 mit einer Anschlußschienenbohrung 24 versehen, die eine Phase 25 für ein Zentrierelement 1 aufweisen. The two outer connecting rails are provided in the region of the short-circuiting units 16 , 17 with a connecting rail bore 24 which have a phase 25 for a centering element 1 .

Direkt unterhalb der Anschlußschienenbohrung 24 ist das Unterteil 9 mit einer Unterteilbohrung 26 versehen, die einen etwas größerer Durchmesser als die Anschlußschienenbohrung 24 aufweist.Directly below the connecting rail bore 24 , the lower part 9 is provided with a lower part bore 26 which has a slightly larger diameter than the connecting rail bore 24 .

Auf der rechten und der linken Anschlußschiene 3 liegt eine dünne Isolierfolie 27 auf, die breiter als die Anschlußschienenbreite ist und ein Folienloch 28 aufweist, durch das ein Zentrierelement 1 eingesetzt werden kann.On the right and left connecting rail 3 there is a thin insulating film 27 , which is wider than the connecting rail width and has a film hole 28 through which a centering element 1 can be inserted.

Der Kurzschließer weist ein Zentrierelement 1 aus Isoliermaterial zur Zentrierung von einer Anschlußschiene 3 mit einer Verbindungsschiene 2 auf.The short circuiter has a centering element 1 made of insulating material for centering a connecting bar 3 with a connecting bar 2 .

Das Zentrierelement 1 weist eine Isoliermembran 4 auf, die bei Zündung des Druckelements 6 von einem Kurzschließerkolben 5 bzw. Zentrierelement durchstoßen wird.The centering element 1 has an insulating membrane 4 , which is penetrated by a short-circuiting piston 5 or centering element when the pressure element 6 is ignited.

Zwischen der Anschlußschiene 3 und der Stromschiene 2 ist eine Isolierfolie 27 angeordnet ist, die ein Folienloch 28 aufweist, das größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens 5 ist und in das das Zentrierelement 1 eingesetzt werden kann.An insulating film 27 is arranged between the connecting bar 3 and the busbar 2 , which has a film hole 28 which is larger than the diameter of the short-circuiting piston 5 and into which the centering element 1 can be inserted.

Das Zentrierteil 1 besteht aus einer ringförmigen Hülse 11, die größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens 5 ist, besteht. Das Zentrierteil 1 weist einen an der Hülse 11 radial nach außen angeformten Isolierkragen 12 auf.The centering part 1 consists of an annular sleeve 11 , which is larger than the diameter of the short-circuiting piston 5 . The centering part 1 has an insulating collar 12 molded onto the sleeve 11 radially outward.

Die Isoliermembrane 4 ist mit einer Sollbruchstelle 29 versehen, wie in Fig. 3 dargestellt ist.The insulating membrane 4 is provided with a predetermined breaking point 29 , as shown in FIG. 3.

Ein Halteteil 7 weist einen kaminartigen ersten Bereich 30 auf, in dem der Gasgenerator 6 gehalten ist. In diesem ersten Bereich 30 ist ein Vorvolumen 31 in der Art eines Kaminschachtes angeordnet. A holding part 7 has a chimney-like first region 30 , in which the gas generator 6 is held. A preliminary volume 31 in the manner of a chimney shaft is arranged in this first area 30 .

Der Gasgenerator 6 ist in dem oberen Teil des ersten Bereichs in einer zylindrischen Aufnahme 32 eingebettet, die einen größeren Durchmesser aufweist als der Bereich des Vorvolumens 31.The gas generator 6 is embedded in the upper part of the first area in a cylindrical receptacle 32 which has a larger diameter than the area of the pre-volume 31 .

Der erste Bereich ist mit einer Haltephase 33 versehen, an der sich des Gasgenerator 6 abstützt und gegen diese durch eine nicht näher gezeigte Überwurfmutter gedrückt wird, ähnlich wie in der DE 197 46 815 (Fig. 3, Bezugszeichen 13) gezeigt ist.The first area is provided with a holding phase 33 , on which the gas generator 6 is supported and pressed against it by a union nut, not shown, similar to that shown in DE 197 46 815 ( FIG. 3, reference number 13 ).

Mit dem Bezugszeichen 34 ist das hierfür erforderliche Gewinde angedeutet. Das Vorvolumen 31 beträgt ca. 1 cm3, wobei der Gasgenerator 6 für dieses Volumen optimiert ist.The reference number 34 indicates the thread required for this. The preliminary volume 31 is approximately 1 cm 3 , the gas generator 6 being optimized for this volume.

Der zweite Bereich 35 ist für die Halterung und Isolierung der Verbindungsschiene 2 vorgesehen und ist wie ein Isoliermantel über der Verbindungsschiene 2 übergestülpt und mit dieser durch Schraubenverbindungen 36 verbunden.The second area 35 is provided for the mounting and insulation of the connecting rail 2 and is slipped over the connecting rail 2 like an insulating jacket and connected to it by screw connections 36 .

Die Verbindungsschiene 2 ist relativ hoch. Die Höhe beträgt etwa zwei Drittel der Breite, damit der Kurzschließerkolben 5 nahezu vollständig in der Verbindungsschiene eingebettet werden kann.The connecting rail 2 is relatively high. The height is approximately two thirds of the width so that the short-circuiting piston 5 can be almost completely embedded in the connecting rail.

In einem zweiten Bereich 35 ist ein runder Kragen 37 angeformt, der in eine Durchgangsbohrung 38 der Verbindungsschiene 2 hineinragt, wobei der Kurzschließerkolben 5 in dieser Durchgangsbohrung 38 angeordnet ist.In a second area 35 , a round collar 37 is formed, which protrudes into a through hole 38 of the connecting rail 2 , the short-circuiting piston 5 being arranged in this through hole 38 .

Durch den Kragen 37 sind die Gase gasdicht eingeschlossen, wobei auch eine Dichtung an hierfür vorgesehenen Rillen 39 eingesetzt werden kann.The gases are enclosed gas-tight by the collar 37 , and a seal on grooves 39 provided for this purpose can also be used.

Der zweite Bereich 35 erstreckt sich bis zu den Anschlußschienen 3.The second region 35 extends up to the connecting rails 3 .

Um den zweiten Bereich 35 ist ein rechteckförmiger dritter Bereich 40, wie ein Schirm, angeordnet, welcher die Anschlußschienen 3 isolierend abschirmt und fast die Gehäuseabmessung erreicht.Arranged around the second area 35 is a rectangular, third area 40 , such as a screen, which isolates the connecting rails 3 and almost reaches the housing dimension.

Das Unterteil 9 und die Anschlußschienen 3 bilden mit der querliegenden Verbindungsschiene 2 und dem Halteteil 7 ein sandwichartiges Paket. The lower part 9 and the connecting rails 3 form a sandwich-like package with the transverse connecting rail 2 and the holding part 7 .

Über diesem Paket ist um den dritten Bereich 40 die Haube 10 angeordnet. Sie bildet zusammen mit dem Paket ein Gehäuse, in dem die Anschlußstecker und die Leitungen für Gasgeneratoren geschützt angeordnet sind. Die Anschlußstecker sind direkt unter der Haube 10 angeordnet (nicht dargestellt), damit sie nicht gegen ein ungewolltes herausziehen geschützt sind. Die Haube 10 ist weiterhin mit einer Kabeldurchführung und Zugentlastung für die Gasgeneratorleitung versehen.The hood 10 is arranged over this package around the third region 40 . Together with the package, it forms a housing in which the connecting plugs and the lines for gas generators are arranged in a protected manner. The connectors are arranged directly under the hood 10 (not shown) so that they are not protected against being pulled out unintentionally. The hood 10 is also provided with a cable duct and strain relief for the gas generator line.

Quer über den beiden äußeren Anschlußschienen 3 ist jeweils eine dünne Isolierfolie 27 zur Isolation der Verbindungsschiene 2 mit den beiden äußeren Anschlußschienen 3 angeordnet. Die mittlere Anschlußschiene 3 ist, wie bereits beschrieben, elektrisch mit der Verbindungsschiene 2 verbunden, um einen Kurzschluß zwischen den beiden äußeren Phasen herbeizuführen.Across the two outer connecting bars 3, a thin insulating film 27 is disposed to insulate the connecting rail 2 with the two outer connecting bars 3, respectively. The central connecting bar 3 is, as already described, electrically connected to the connecting bar 2 in order to bring about a short circuit between the two outer phases.

Der Kurzschließerkolben 5 ist in einer Verbindungsschiene 2 geführt und gehalten, wobei der Gasgenerator 6 in dem ein Vorvolumen 31 aufweisendes Halteteil 7 aus Isoliermaterial eingebettet ist, das direkt mit der Stromschiene 2 befestigt ist.The short-circuiter plunger 5 is guided in a connecting rail 2, and held, wherein the gas generator 6 in the initial volume is a 31 exhibiting holding member 7 is embedded in insulating material which is attached directly to the power rail. 2

Der Kurzschließerkolben 5 wird an dem einen Ende von dem Halteteil 7 und an dem anderen Ende von einem Zentrierelement 1 aus Isoliermaterial gehalten, wobei das Zentrierelement 1 zwischen der Verbindungsschiene 2 und einer Anschlußschiene 3 angeordnet ist.The short-circuiting piston 5 is held at one end by the holding part 7 and at the other end by a centering element 1 made of insulating material, the centering element 1 being arranged between the connecting rail 2 and a connecting rail 3 .

Das Zentrierteil 1 besteht aus einer Hülse 11, einer Isoliermembrane 4 mit der Sollbruchstelle 29 und einem an der Hülse 11 radial nach außen angeformten Isolierkragen 12.The centering part 1 consists of a sleeve 11 , an insulating membrane 4 with the predetermined breaking point 29 and an insulating collar 12 formed radially outward on the sleeve 11 .

Das Vorvolumen 31 beträgt etwa 1 cm3, wobei der Gasdruck des Gasgenerators mindestens 500 bar beträgt. The preliminary volume 31 is approximately 1 cm 3 , the gas pressure of the gas generator being at least 500 bar.

Der Kurzschließer weist mindestens einen Unterteil 9 aus Isolierstoff auf, in dem die Anschlußschienen 3 eingebettet und befestigt sind, d. h. daß auch zwei Unterteile bzw. zwei Gehäuse vorhanden sein können, die jeweils eine Gasgeneratoreinheit 16, 17 aufweisen.The short-circuiter has at least one lower part 9 made of insulating material, in which the connecting rails 3 are embedded and fastened, ie that there can also be two lower parts or two housings, each of which has a gas generator unit 16 , 17 .

Das Halteteil 7 besteht vollständig aus Isoliermaterial. Die Verbindungsschiene 2 ist in dem Halteteil 7 eingebettet und befestigt, wobei das Unterteil 9 mit dem Halteteil 7 derart befestigt sind, daß mindestens ein isolierendes Kurzschließergehäuse entsteht. Das Halteteil 7 ist mit einer Haube 10 versehen.The holding part 7 consists entirely of insulating material. The connecting rail 2 is embedded and fastened in the holding part 7 , the lower part 9 being fastened to the holding part 7 in such a way that at least one insulating short-circuiting housing is produced. The holding part 7 is provided with a hood 10 .

Der Kurzschließerkolben 6 weist einen zylindrischen Bereich 41 und vorne einen leicht konischen Bereich 42.The short-circuiting piston 6 has a cylindrical region 41 and a slightly conical region 42 at the front.

Durch das Zentrierelement 1 sind die Anschlußschienenbohrung 24 und die Durchgangsbohrung 38 der Verbindungsschiene 2 genau fluchtend.Through the centering element 1 , the connection rail bore 24 and the through bore 38 of the connecting rail 2 are exactly aligned.

Durch die Phase 25 der Verbindungsschiene 2 und die Anschlußschienenphase 43, in der die Hülse 11 liegt, wird eine durchgehende Bohrung geschaffen, die nur durch die Isoliermembrane 4 unterbrochen ist. Nach dem Abreißen der Isoliermembrane 4 kann der Kurzschließerkolben 6 ungehindert die Anschlußschiene kontaktieren, bis sich dieser dort festsetzt, weil entweder die Anschlußschienenbohrung ebenfalls konisch ist oder der Durchmesser kleiner ist als der zylindrische Bereich 41.Through the phase 25 of the connecting bar 2 and the connecting bar phase 43 , in which the sleeve 11 is located, a through hole is created which is only interrupted by the insulating membrane 4 . After the insulating membrane 4 has been torn off, the short-circuiting piston 6 can contact the connecting rail unhindered until it sticks there because either the connecting rail bore is also conical or the diameter is smaller than the cylindrical region 41 .

Der Kurzschließerkolben 6 ist lediglich um die sehr dünne Isoliermembran entfernt, was zu einer sehr kurzen Schaltzeit führt.The short-circuiting piston 6 is only removed around the very thin insulating membrane, which leads to a very short switching time.

Das Zentrierelement 1 wirkt wie eine fingerhutartige Isolierkappe, die den Kurzschließerkolben 6 hält.The centering element 1 acts like a thimble-like insulating cap that holds the short-circuiting piston 6 .

Die Erfindung spezifiziert sich vorrangig auf den Einsatz als zentrales Schutzorgan in ortsveränderlichen und stationären Energieverteilungsanlagen, sowohl in Punktverteiler z. B. Hauptverteiler, als auch in Linienverteilern z. B. Schienenverteiler in der Nieder-, Mittel-, und Hochspannungstechnik. Die Erfindung kann auch als dezentrales Schutzorgan z. B. in Batterie-, Notstrom-, Kompensations-, und Bahnanlagen eingesetzt werden.The invention specifies primarily for use as a central protective organ in portable and stationary power distribution systems, both in  Point distributor z. B. main distributor, as well as in line distributors z. B. busbar trunking in of low, medium and high voltage technology. The invention can also be used as decentralized protective organ z. B. in battery, emergency power, compensation, and Railway systems are used.

Das Grundprinzip beruht darauf, daß ein Gasgenerator, der durch einen definierten Zündstrom aktiviert wird, in sehr kurzer Zeit ein definiertes Gasvolumen liefert. Der Raum, in dem sich das Gasvolumen entwickelt ist ausreichend dicht und fest, so daß sich ein Druck bis 900 bar aufbaut. Der Druck wird als Antrieb für einen Schließvorgang genutzt. Die Leiter sind für einen Kurzschlußstrom von über 100 kA über einen Zeitraum von mindestens 500 ms ausgelegt. The basic principle is based on the fact that a gas generator is defined by a Ignition current is activated, delivers a defined volume of gas in a very short time. The Space in which the gas volume develops is sufficiently dense and firm that a pressure of up to 900 bar builds up. The pressure is the drive for one Closing process used. The conductors are for a short-circuit current of over 100 kA designed for a period of at least 500 ms.  

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

11

Zentrierelement
Centering element

22nd

Verbindungsschiene
Connecting rail

33rd

Anschlußschiene
Connecting rail

44th

Isoliermembran
Insulating membrane

55

Kurzschließerkolben
Short-circuit piston

66

Druckelement
Pressure element

77

Halteteil
Holding part

99

Unterteil
Lower part

1010th

Haube
Hood

1111

Hülse
Sleeve

1212th

Isolierkragen
Insulating collar

1515

Anschlußbohrungen
Connection holes

1616

, ,

1717th

Kurzschließereinheiten
Short-circuiting units

1818th

Kapselung
Encapsulation

1919th

Einsenkungen
Depressions

2020th

Öffnungen
openings

2121

Befestigungsflansche
Mounting flanges

2222

Befestigungsbohrungen
Mounting holes

2323

Kurzschließer
Short circuiter

2424th

Anschlußschienenbohrung
Connection rail bore

2525th

Phase
phase

2626

Unterteilbohrung
Lower part bore

2727

Isolierfolie
Insulating film

2828

Folienloch
Foil hole

2929

Sollbruchstelle
Predetermined breaking point

3030th

erster Bereich
first area

3131

Vorvolumen
Pre-volume

3232

Aufnahme
admission

3333

Haltephase
Hold phase

3434

Gewinde
thread

3535

zweite Bereich
second area

3636

Schraubenverbindungen
Screw connections

3737

Kragen
collar

3838

Durchgangsbohrung
Through hole

3939

Rillen
Grooves

4040

dritter Bereich
third area

4141

zylindrischen Bereich
cylindrical area

4242

konischen Bereich
conical area

4343

Anschlußschienenphase
Terminal rail phase

Claims (44)

1. Kurzschließer für eine Störlichtbogen-Schutzvorrichtung zur Verwendung in Anlagen zur Verteilung elektrischer Energie mit einem Gasgenerator und einem von dem Gasgenerator direkt angetriebenen Kurzschließerkolben zur elektrischen Verbindung von Anschlußschienen mit einer Verbindungsschiene, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer mindestens ein Unterteil (9) aus Isolierstoff aufweist, in dem die Anschlußschienen (3) eingebettet und befestigt sind, daß mindestens ein Halteteil (7) aus Isoliermaterial vorhanden ist, in dem die Verbindungsschiene (2) eingebettet und befestigt ist und daß das Unterteil (9) mit dem Halteteil (7) derart befestigt sind, daß mindestens ein isolierendes Kurzschließergehäuse entsteht.1. Short-circuiter for an arc fault protection device for use in systems for distributing electrical energy with a gas generator and a short-circuiting piston driven directly by the gas generator for the electrical connection of connecting rails with a connecting rail, characterized in that the short-circuiter has at least one lower part ( 9 ) made of insulating material has, in which the connecting rails ( 3 ) are embedded and fastened, that there is at least one holding part ( 7 ) made of insulating material, in which the connecting rail ( 2 ) is embedded and fastened, and that the lower part ( 9 ) with the holding part ( 7 ) are attached in such a way that at least one insulating short-circuiting housing is produced. 2. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (7) mit einer Haube (10) versehen ist.2. Short-circuiter according to claim 1, characterized in that the holding part ( 7 ) is provided with a hood ( 10 ). 3. Kurzschließer, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer mindestens ein Zentrierelement (1) aus Isoliermaterial zur Zentrierung von einer Anschlußschiene (3) mit einer Stromschiene (2) aufweist, und daß das Zentrierelement (1) eine Isoliermembran (4) aufweist, die bei Zündung des Druckelements (6) von dem (5) Kurzschließelement durchstoßen wird.3. Short-circuiter, characterized in that the short-circuiter has at least one centering element ( 1 ) made of insulating material for centering a connecting bar ( 3 ) with a busbar ( 2 ), and in that the centering element ( 1 ) has an insulating membrane ( 4 ), which at Ignition of the pressure element ( 6 ) is pierced by the ( 5 ) short-circuiting element. 4. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anschlußschiene (3) und der Stromschiene (2) eine Isolierfolie (13) angeordnet ist, die ein Folienloch (28) aufweist, das größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens (5) ist und in das das Zentrierelement (1) eingesetzt werden kann. 4. Short-circuiter according to claim 1, characterized in that between the connecting rail ( 3 ) and the busbar ( 2 ) an insulating film ( 13 ) is arranged which has a film hole ( 28 ) which is larger than the diameter of the short-circuiting piston ( 5 ) and in which the centering element ( 1 ) can be used. 5. Kurzschließer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierteil (1) aus einer ringförmigen Hülse (11), die größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens (5) ist, besteht, daß das Zentrierteil (1) ein an der Hülse (11) radial nach außen angeformten Isolierkragen (12) aufweist.5. Short circuiter according to claim 2, characterized in that the centering part ( 1 ) consists of an annular sleeve ( 11 ) which is larger than the diameter of the short-circuiting piston ( 5 ), that the centering part ( 1 ) on the sleeve ( 11th ) has radially outwardly formed insulating collar ( 12 ). 6. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement ein Gasgenerator (6) ist.6. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure element is a gas generator ( 6 ). 7. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschließelement (5) ein Kurzschließerkolben ist.7. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuiting element ( 5 ) is a short-circuiting piston. 8. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliermembrane (4) mit einer Sollbruchstelle (29) versehen ist.8. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating membrane ( 4 ) is provided with a predetermined breaking point ( 29 ). 9. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3) und die Verbindungsschienen (2) eine E-förmige Schienenanordnung bilden.9. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rails ( 3 ) and the connecting rails ( 2 ) form an E-shaped rail arrangement. 10. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3), die Verbindungsschiene (2) und Isolierteile sind zu einem sandwichartigen E-förmigen Paket angeordnet sind.10. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rails ( 3 ), the connecting rail ( 2 ) and insulating parts are arranged in a sandwich-like E-shaped package. 11. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kurzschließereinheiten (16 und 17) vorhanden sind, die durch eine Auswerteelektronik angesteuert werden, die mit schnellen Strom- und Lichtsensoren zur Störlichtbogenerkennung verbunden ist.11. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that short-circuiting units ( 16 and 17 ) are present which are controlled by an evaluation electronics which is connected to fast current and light sensors for arc fault detection. 12. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußschienen (3) im Bereich von Kurzschließereinheiten (16, 17) mit einer Anschlußschienenbohrung (24) versehen sind, die eine Phase (25) für das Zentrierelement (1) aufweisen.12. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that connection rails ( 3 ) in the region of short-circuiting units ( 16 , 17 ) are provided with a connection rail bore ( 24 ) which have a phase ( 25 ) for the centering element ( 1 ). 13. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß direkt unterhalb einer Anschlußschienenbohrung (24) ein Unterteil (9) mit einer Unterteilbohrung (26) versehen ist, die einen etwas größerer Durchmesser als die Anschlußschienenbohrung (24) aufweist.13. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that a lower part ( 9 ) with a lower part bore ( 26 ) is provided directly below a connecting rail bore ( 24 ), which has a slightly larger diameter than the connecting rail bore ( 24 ). 14. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der rechten und einer linken Anschlußschiene (3) eine dünne Isolierfolie (27) aufliegt, die breiter als die Anschlußschienenbreite ist.14. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that on one of the right and left connecting rails ( 3 ) there is a thin insulating film ( 27 ) which is wider than the connecting rail width. 15. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteteil (7) einen kaminartigen ersten Bereich (30) aufweist, in dem der Gasgenerator (6) gehalten ist, wobei in diesem ersten Bereich (30) ein Vorvolumen (31) in der Art eines Kaminschachtes angeordnet ist.15. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that a holding part ( 7 ) has a chimney-like first area ( 30 ) in which the gas generator ( 6 ) is held, in which first area ( 30 ) a preliminary volume ( 31 ) is arranged in the manner of a chimney shaft. 16. Kurzschließer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorvolumen (31) 1 cm3 beträgt.16. Short-circuiter according to claim 15, characterized in that the preliminary volume ( 31 ) is 1 cm 3 . 17. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3) in Form von Flachschienen mit entsprechenden Anschlußbohrungen (15) ausgebildet sind.17. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rails ( 3 ) are designed in the form of flat rails with corresponding connecting bores ( 15 ). 18. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere Anschlußschiene (3) am Ende, bzw. am gegenüberliegenden Ende von Anschlußbohrungen (15), mit einer Verbindungsschiene (2) elektrisch verbunden ist. 18. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that a central connecting rail ( 3 ) at the end, or at the opposite end of connecting bores ( 15 ), is electrically connected to a connecting rail ( 2 ). 19. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kurzschließereinheiten (16, 17) mit jeweils einem Gasgeneratorantrieb auf Nitrocellulose-Basis angeordnet sind.19. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that at least two short-circuiting units ( 16 , 17 ), each with a gas generator drive based on nitrocellulose, are arranged. 20. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußschienen (3), eine Verbindungsschiene (2) und weitere Isolierteile zu einem sandwichartigen Paket angeordnet sind.20. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that connecting rails ( 3 ), a connecting rail ( 2 ) and further insulating parts are arranged in a sandwich-like package. 21. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kurzschließereinheit (16 bzw. 17) angeordnet sind, die aus einem Gasgenerator (6), einer Kapselung (18) aus Isolierstoff für den Gasgenerator (6) und einer Überwurfmutter bestehen.21. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one short-circuiting unit ( 16 or 17 ) are arranged, which consist of a gas generator ( 6 ), an encapsulation ( 18 ) made of insulating material for the gas generator ( 6 ) and a union nut . 22. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (6) in einer Kapselung (18) gasdicht eingebettet ist.22. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas generator ( 6 ) is embedded gas-tight in an encapsulation ( 18 ). 23. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3) in einem Unterteil (9) aus Isolierstoff eingebettet sind.23. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rails ( 3 ) are embedded in a lower part ( 9 ) made of insulating material. 24. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen in einem Unterteil (9) verschraubt sind.24. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rails are screwed into a lower part ( 9 ). 25. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterteil (9) angeordnet ist, das Einsenkungen (19) aufweist. 25. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that a lower part ( 9 ) is arranged which has depressions ( 19 ). 26. Kurzschließer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkungen (19), etwa die gleiche Tiefe aufweisen wie die Dicke der Anschlußschienen (3).26. Short-circuiter according to claim 23, characterized in that the depressions ( 19 ) have approximately the same depth as the thickness of the connecting rails ( 3 ). 27. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite eines Unterteils (9) Öffnungen (20) für die Durchführung der Anschlußschienen (3) angeordnet sind.27. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that openings ( 20 ) for the passage of the connecting rails ( 3 ) are arranged on one side of a lower part ( 9 ). 28. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten eines Unterteils (9), insbesondere links und rechts von den Anschlußschienen (3) Befestigungsflansche (21) angeordnet sind.28. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that mounting flanges ( 21 ) are arranged on both sides of a lower part ( 9 ), in particular to the left and right of the connecting rails ( 3 ). 29. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsflansche (21) mit Befestigungsbohrungen (22) angeformt sind, die zur Befestigung des Kurzschließers (23) geeignet sind.29. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that fastening flanges ( 21 ) are formed with fastening holes ( 22 ) which are suitable for fastening the short circuiter ( 23 ). 30. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (6) in dem oberen Teil eines ersten Bereichs in einer zylindrischen Aufnahme (32) eingebettet ist, die einen größeren Durchmesser aufweist, als der Bereich des Vorvolumens (31).30. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas generator ( 6 ) is embedded in the upper part of a first region in a cylindrical receptacle ( 32 ) which has a larger diameter than the region of the preliminary volume ( 31 ). 31. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (7) mit einem ersten Bereich (30) versehen ist, der mit einer Haltephase (33) versehen ist, an der sich des Gasgenerator (6) abstützt und gegen diese durch eine nicht näher gezeigte Überwurfmutter gedrückt wird.31. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the holding part ( 7 ) is provided with a first region ( 30 ) which is provided with a holding phase ( 33 ) on which the gas generator ( 6 ) is supported and against it is pressed by a union nut, not shown. 32. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (7) einen zweiten Bereich (35) aufweist, der für die Halterung und Isolierung der Verbindungsschiene (2) vorgesehen und wie ein Isoliermantel über der Verbindungsschiene (2) übergestülpt wird.In that the holding part (7) 32. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that a second region (35) is provided for supporting and isolating the connecting bar (2) and how slipped over an insulating jacket over the connecting bar (2) . 33. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschiene (2) relativ hoch ist, derart daß der Kurzschließerkolben (5) nahezu vollständig in der Verbindungsschiene (2) eingebettet werden kann.33. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rail ( 2 ) is relatively high, such that the short-circuiting piston ( 5 ) can be almost completely embedded in the connecting rail ( 2 ). 34. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Verbindungsschiene (2) etwa zwei Drittel ihrer Breite beträgt.34. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the connecting rail ( 2 ) is approximately two thirds of its width. 35. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweiten Bereich (35) eines Halteteils ein runder Kragen (37) angeformt ist, der in eine Durchgangsbohrung (38) der Verbindungsschiene (2) hineinragt.35. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that a round collar ( 37 ) is formed in a second region ( 35 ) of a holding part, which protrudes into a through hole ( 38 ) of the connecting rail ( 2 ). 36. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um einen zweiten Bereich (35) eines Halteteils (7) ein rechteckförmiger dritter Bereich (40) wie ein Schirm angeordnet ist, welches die Anschlußschienen (3) isolierend abschirmt.36. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that a rectangular third area ( 40 ) is arranged like a screen around a second area ( 35 ) of a holding part ( 7 ), which shields the connecting rails ( 3 ) in an insulating manner. 37. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer mit einer Haube (10) aus Isolierstoff versehen ist, die zusammen mit einem Paket aus Stromschienen und Isolierteilen ein Gehäuse bildet.37. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the short circuiter is provided with a hood ( 10 ) made of insulating material, which forms a housing together with a package of busbars and insulating parts. 38. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haube (10) mit einer Kabeldurchführung und Zugentlastung für Gasgeneratorzündleitungen versehen ist. 38. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that a hood ( 10 ) is provided with a cable duct and strain relief for gas generator ignition lines. 39. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck des Gasgenerators (6) mindestens 500 bar beträgt.39. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the gas pressure of the gas generator ( 6 ) is at least 500 bar. 40. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließerkolben (6) einen zylindrischen Bereich (41) und vorne einen leicht konischen Bereich (42) aufweist.40. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuiting piston ( 6 ) has a cylindrical region ( 41 ) and a slightly conical region ( 42 ) at the front. 41. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußschienenbohrung der Anschlußschienen (3) mit einer Anschlußschienenphase (43) versehen ist, in der eine Hülse (11) des Zentrierelements (1) liegt.41. Short-circuiting device according to one of the preceding claims, characterized in that a connection rail bore of the connection rails ( 3 ) is provided with a connection rail phase ( 43 ) in which a sleeve ( 11 ) of the centering element ( 1 ) lies. 42. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement (1) wie eine fingerhutartigen Isolierkappe geformt ist.42. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized in that the centering element ( 1 ) is shaped like a thimble-like insulating cap. 43. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer als zentrales Schutzorgan in einer ortsveränderlichen Energieverteilungsanlage angeordnet ist.43. Short-circuiter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the short-circuiter as a central protective organ in a portable energy distribution system is arranged. 44. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer als zentrales Schutzorgan in einer stationären Energieverteilungsanlage angeordnet ist.44. Short circuiter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the short-circuiter as a central protective organ in a stationary power distribution system is arranged.
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