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Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von Kurzschlussströmen bei Schaltern, in Schaltanlagen u. dgl.
Im Schaltanlagenbau sind Bestrebungen im Gange, die Abstände zwischen den Leitern immer mehr zu verkleinern, um dadurch die Abmessungen der Schaltanlage selbst zu verringern, gleichgültig, ob es sich um eine rnnel1l'aumschaltanlage üblicher Bauart oder eine gekapselte Schrankanlage handelt. Diese Be- strebungen werden begünstigt durch Anwendung neuzeitlicher Isolationsmethoden, die es gestatten, den
Abstand zwischen benachbarten spannungsführenden Leitern bzw. spannungsführenden Leitern und Erde merklich zu verringern. Die Verringerung der Leiterabstände hat aber zur Folge, dass dadurch die zwi- schen den Leitern wirksamen Kräfte im Kurzschluffall erheblich ansteigen. Mit Rücksicht auf diese erhöhten Kurzschlusskräfte muss daher die Abstützung der Leiter entsprechend verstärkt werden, so dass der
Aufwand steigt.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von durch Kurzschluss- ströme hervorgerufene Kraftwirkungen zwischen benachbarten Stromleitern bei Schaltern, in Schaltan- lagen u. dgl. Die geschilderten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass in der Nahe der von den Kurschlussströmen durchflossenen Primärleiter ein Gebilde aus in sich kurzgeschlossenen Se- kundärleitern angebracht ist, in denen durch Induktion Sekund rströme erzeugt weiden, die die Kurz- schlusskräfte verringern. Zweckmässig haben die Sekundärleiter die Form eines Rahmens, der zwischen benachbarten Schalterpolen oder benachbarten Phasenleitern angebracht ist. Die einzelnen Rahmen können untereinander durch Querverbindungen zu einem Kurzschlusskäfig verbunden sein.
In der Zeichnung Fig. 1 - 3 sind schematisch einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Bei Fig. 1 handelt es sich um die Verringerung der Kurzschlusskräfte bei einem Hochspannungstrennschalter. Es sind drei ankommende Prim rleiter 1, 2,3 vorhanden, in denen sich die Schalterpole 4,5, 6 befinden. Die Ableitungen sind mit 7, 8,9 bezeichnet. Betrachtet man speziell die aus den Teilen 1, 4 und 7 gebildete Leiterschleife, so fliesst an den Stellen des Pfeiles a der Strom in der einen Richtung, an der Stelle des Pfeiles b in der entgegengesetzten Richtung. Die Ströme wirken demnach aufeinander in abstossendem Sinne, u. zw. natürlich auch an der Stelle, an der sich der Trennschalterpol 4 befindet. Im Kurzschlussfalle können diese Kräfte so gross werden, dass der Trennschalterpol 4 selbsttätig geöffnet wird, wodurch das Ausmass der Störung noch vergrössert wird.
Die Stromkräfte werden erfindungsgemäss durch Sekundärleiter vermindert bzw. weitgehend kompensiert. Zu dem Zweck sind zwischen den einzelnen Schalterpolen bzw. Stromschleife rahmenartige Gebilde 10, 11, 12, 13 vorhanden, deren Ebene parallel zu der Ebene der Stromschleife 1, 7 liegt. In diesem Gebilde 10, das als Sekundärleiter bezeichnet wird, werden durch die im Kurzschlussfall auftretenden Primärströme an den Stellen der Pfeile a und b Sekundärströme induziert, die die Richtung der Pfeile a'und b'haben. Die Richtung dieser Sekundärströme ist so, dass sie die im Kurzschlussfall auftretenden Kräfte in den Primärleitern verringern.
Durch zweckmässige Bemessung der Abstände zwischen den Ptimärleitern l, 7 und dem Sekund rlei- ter 10 und durch Wahl einer besonderen Anordnung aller Sekundärleiter 10 - 13, können mehr oder weniger stark kompensierende Kräfte auf die Primärleiter ausgeübt werden. Alle Sekundärleiter 10-13 können untereinander mit Querverbindungen 14, 15 ausgestattet werden, so dass insgesamt ein Gebilde von Sekundärleitern entsteht, das die gefährdete Stelle der Primärleiter mehr oder weniger vollständig umhüllt.
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An Hand der Fig. 2 sollen die entsprechenden Massnahmen für den Fall behandelt werden, dass zwi- schen drei Phasenleitern 21,22, 23 Kurzschlusskräfte auftreten, die in derselben Ebene wirken, in der sich die Phasenleiter selbst befinden. Dabei können an den Stellen 24,25, 26 die Pole eines Trenn- oder Leistungsschalters beliebiger Bauart vorhanden sein. Die Kraftwirkungen spielen nämlich bei der Konstruktion von Drehstromschaltern eine wesentliche Rolle. Mit zunehmender Verminderung der gegenseitigen Abstände der Phasenleiter dieser Drehstromschalter infolge der Anwendung neuzeitlicher Isolationsmethoden nimmt die Wirkung der Kurzschlusskräfte in der durch die drei Phasenleiter gegebenen Ebene immer mehr zu.
Abhilfe wird erfindungsgemäss wieder durch ein Gebilde von Sekundärleitern 27 geschaffen, deren Ebene zu der durch die drei Phasenleiter gegebenen Ebene parallel liegt. Auch hier werden in dem Sekundärleiter 27 durch die primärseitig auftretenden Kurzschlussströme Sekundärströme induziert, die die Kurzschlusswirkungen der Primärströme mehr oder weniger stark vermindern.
Bei der Ausgestaltung dieser Erfindungsgedanken ergeben sich verschiedene Möglichkeiten für die Lage der Sekundärleiter. Durch Verschiebung der beiden Ebenen, nämlich der Ebene der Primärleiter und der Ebene der Sekundärleiter. konnen verschiedenartige kompensierende Wirkungen hervorgerufen werden.
Es ist auch möglich, solche Sekundärleitergebilde gleichzeitig in zwei oder mehr Ebenen anzuordnen.
Durch eine auf diese Weise entstandene Parallelschaltung mehrerer Sekundärleitergebilde kann deren Selbstinduktivität vermindert werden, mit dem Erfolg, dass die entstehenden Sekundärströme und damit die beabsichtigte mechanische Gegenwirkung grösser werden.
Eine ähnliche Wirkung der Verminderung der Induktivität kann man auch dadurch erzielen, dass man die Teilleiter des Sekundärleitergebildes mit entsprechend grossen Querschnitten ausstattet. Wenn man in dieser Richtung weitergeht, so kommt man schliesslich zu sehr flachen Leiterquerschnitten für die Sekundärleitergebilde und im Extremfall zu Verwendung von Blechen, die in geeigneter Weise zum Zweck der Erzielung von Sekundärleitergebilden miteinander elektrisch verbunden sind.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Grundsätzlich handelt es sich dabei um die gleiche Anordnung von Primärleitern und Schalterpolen wie in Fig. 1. Das Sekundärleitergebilde besteht aus den Rahmen oder Blechen 30 - 33, die zwischen benachbarten Phasen der Primärleiter angebracht sind und in einem sie verbindenden Rahmen, der aus den Sekundärleitern 34 - 38 besteht. Durch eine solche Anordnung erhält man Sekundärleiter, die mindestens zum Teil in der Schaltzelle vor den Primärleitern liegen und dementsprechend leicht zugänglich bzw. auswechselbar sind. Eine solche Ausführungsform ist auch deshalb zweckmässig, weil hier die Sekundärleiter zum Teil ausserhalb der Ebene liegen, die durch die Primärleiter gebildet wird.
Diese Anordnung vereinfacht infolgedessen die Leitungsführung.
Die Sekundärleiter bestehen zweckmässig aus einem gut stromleitenden Material wie Kupfer oder Alumi- PA TENT ANSPRUC HE :
1. Anordnung zur Verminderung der Auswirkungen von durch Kurzschlussströme hervorgerufenen Kraftwirkungen zwischen benachbarten Stromleitern bei Schaltern, in Schaltanlagen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der von den Kurzschlussströmen durchflossenen Primärleiter ein Gebilde aus in sich kurzgeschlossenen Sekundärleitern angebracht ist, in denen durch Induktion Sekundärströme erzeugt werden, die die Kruzschlusskräfte verringern.