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Auswechselbare elektrische Durchschlagsicherung mit Schraubkappe Als
Schutz von Niederspannungsanlagen unter rooo Volt gegen hohe Überspannungen, insbesondere
bei nicht geerdeten Netzen gegen den Übertritt von Hochspannung in das Niederspannungsnetz,
sind Durchschlagsicherungen, auch Spannungssicherungen genannt, üblich. Bei diesen
Sicherungen wird bei gefährlichenÜberspannungen eine kurze Luftstrecke durchschlagen
und damit eine unmittelbare Erdverbindung hergestellt. Die Sicherung wird durchAuswechseln
des dieFunkenstrecke bildenden gelochten Abstandsringes und Reinigen oder Auswechseln
der Elektroden wieder gebrauchsfähig gemacht. Ein erheblicher Nachteil der üblichen
Bauarten besteht jedoch darin, daß der Schutz nicht nur während der Dauer des Auswechselns
der betroffenen Teile kurzzeitig, sondern, wenn versehentlich oder infolge Fehlens
von Ersatzteilen die Elektroden und der Isolierring nicht wieder eingesetzt werden
oder die Verschraubung nicht fest angezogen wird, für dauernd wegfällt, ohne daß
dies bemerkt wird. Hierdurch kann beim Übertritt von Hochspannung schwerste Gefährdung
von Menschenleben und großer wirtschaftlicher Schaden entstehen, da die gesamte
angeschlossene Anlage unter der Voraussetzung des vorgesehenen Überspannungsschutzes
bemessen ist.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung völlig
ausgeschlossen, indem die Sicherungselektroden beim Lösen des Sicherungsstöpsels,
also noch bevor die Innenteile überhaupt zugänglich werden, selbsttätig überbrückt
werden, so daß die Gefährdung durch Hochspannung auf jeden Fall unterbunden ist.
Die selbsttätige Überbrückung führt statt dessen den Betriebszustand herbei, der
beim Ansprechen der Sicherung bis zu ihrer Auswechselung ohnehin besteht. Die Elektroden
können somit jederzeit zur Prüfung, Reinigung oder Auswechselung herausgenommen
werden, ohne daß es einer Abschaltung des Stromkreises bedarf.
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Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens. Die
in einem Porzellangehäuse i untergebrachte Sicherung wird an den darin befestigten
Anschlüssen 2 und 3 mit dem zu schützenden Netzteil einerseits und dem Gegenpol,
im allgemeinen der Erdleitung, andererseits verbunden. Die Überschlagstrecke der
Sicherung wird in an sich bekannter Weise durch die Elektroden ,4 und 5 sowie die
dazwischenliegende gelochte Isolierscheibe 6 gebildet. Die Elektrode 4 liegt auf
dem Anschlußstück 2 unmittelbar auf, die Elektrode 5 ist über den Gewindeteil 7
der Schraubkappe 8 und den Gewindering 9 mit dem Anschlußstück 3 verbunden. Das
Anschlußstück 2 trägt eine Feder io, die im betriebsmäßigen Zustand durch den eingenieteten
Bolzen i i nach hinten gedrückt wird. Wenn die Schraubkappe 8 gelockert wird, folgt
die Feder io der Bewegung nach außen und stellt einen unmittelbaren Kurzschluß zwischen
den Anschlußstücken 2 und 3 her, noch ehe die Elektroden 4. und 5 von außen zugänglich
sind. Der Kurzschluß wird erst dann wieder aufgehoben, wenn die Schraubkappe bei
ordnungsgemäß eingesetzten Elektroden festgeschraubt wird.
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Die Erfindung wurde weiterentwickelt zu einer Ausführungsform, die
insbesondere für Bergwerke unter Tage bestimmt ist. Hier ist aus betriebstechnischen
Gründen der Nullpunkt des Niederspannungsnetzes in der Regel nicht fest geerdet.
Dabei ist der Schutz durch Durchschlagsicherungen gebräuchlich, derenAnsprechen
den Bestimmungen des VDE entsprechend überwacht wird. Die Auswechselung der Sicherung
nach etwaigem Ansprechen muß selbstverständlich so erfolgen, daß die Schutzbestimmungen
für Bergwerke eingehalten werden, daß also jede nach außen wirkende Funkenbildung
ausgeschlossen ist. Dies kann durch Abschaltung des betreffenden Stromkreises erreicht
werden. Vom betriebstechnischen Standpunkt aus ist es aber vielmehr erwünscht, die
Auswechselung ohne Abschaltung durchzuführen, weil dadurch störende Betriebsunterbrechungen
vermieden werden.
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Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Durchschlagsicherung,
die in ein Netzprüfgerät für Bergwerke unter Tage eingebaut ist. Die Spannungssicherung
im geerdeten Metallgehäuse 21 des Gerätes enthält eine Stöpselverschraubung22 aus
Metall, in die eine auswechselbare Messingplatte 23, eine Isolierscheibe 2.4 mit
einer Bohrung für die Überschlagstelle, ein Kupferbolzen 25 und ein Keramikring
26 eingelegt sind. Die eingelegten Teile «-erden durch einen Federring 27 festgehalten
und gesichert. In der Grundplatte des Netzprüfgerätes 21 ist eine Durchführung eingesetzt,
die aus einer Metallhülse 28 und einer Keramikbuchse 29 besteht. Beide Teile sind
durch Umbördeln der Metallbuchse fest miteinander verbunden und im Metallgehäuse
2 i durch den Federring 35 festgehalten. In der Bohrung der Keramikhülse 29 ist
ein Kontaktstift 30 gelagert, der in einer Bohrung eines Isolierwinkels 31
nochmals abgestützt ist und über eine bewegliche Kupferlitze 32 mit dem Sternpunkt
des zu schützenden Netzes elektrisch in Verbindung steht. Mit dem Kontaktstift
30 ist eine Kontaktplatte 33 verstiftet. Eine Feder 34., die sich gegen den
Isolierwinkel 31 abstützt, drückt die Kontaktplatte 33 und damit den Kontaktstift
30 in der Richtung auf das geerdete Gehäuse 21. In dem dargestellten Zustand
ist die Durchschlagsicherung eingeschraubt und wirksam. Vom Sternpunkt besteht eine
elektrische Verbindung über die Litze 32 und den Kontaktstift 30 zu dem Kontaktbolzen
25. Bei auftretenden gefährlichen Überspannungen tritt an der Isolierscheibe 24
ein Überschlag ein, und der Sternpunkt wird an Erde gelegt.
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Beim Auswechseln der Spannungssicherung wird die Verschraubung 22
ausgeschraubt, wobei zunächst die Kontaktplatte 33 des Kontaktstiftes 30 infolge
des Druckes der Feder 3.4 gegen die Stirnfläche der Metallhülse 28 gedrückt wird,
bevor ein Öffnen der Trennstelle zwischen Kontaktstift 30 und Kontaktbolzen 25 bzw.
zwischen diesem und der Gegenelektrode, der Messingplatte 23, eintritt. Es wird
also beim Herausnehmen der Durchschlagsicherung zunächst ein Parallelkontakt zur
Gehäuseerde gebildet, bevor die Trennstelle geöffnet wird. Die Abmessungen der einzelnen
Teile und die Länge des Gewindes der Verschraubung 22 sind so bemessen, daß beim
Ausschrauben zuerst der Kurzschluß der Kontaktplatte 33 mit der Hülse 28 geschlossen
und danach die beiden genannten Trennstellen in einem wie vorgeschrieben kleinen
druckfesten Raum geöffnet werden, bevor die Verschraubung 22 herausgenommen werden
kann.