DE102005050044A1 - Device for current limitation - Google Patents

Device for current limitation Download PDF

Info

Publication number
DE102005050044A1
DE102005050044A1 DE102005050044A DE102005050044A DE102005050044A1 DE 102005050044 A1 DE102005050044 A1 DE 102005050044A1 DE 102005050044 A DE102005050044 A DE 102005050044A DE 102005050044 A DE102005050044 A DE 102005050044A DE 102005050044 A1 DE102005050044 A1 DE 102005050044A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
busbar
fault
current limiter
separation
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.)
Ceased
Application number
DE102005050044A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Schumacher
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 DE102005050044A priority Critical patent/DE102005050044A1/en
Priority to EP06806134A priority patent/EP1938351B1/en
Priority to PCT/EP2006/009757 priority patent/WO2007045374A1/en
Priority to DE502006007193T priority patent/DE502006007193D1/en
Priority to DK06806134.0T priority patent/DK1938351T3/en
Priority to AT06806134T priority patent/ATE470946T1/en
Publication of DE102005050044A1 publication Critical patent/DE102005050044A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H87/00—Protective devices in which a current flowing through a liquid or solid is interrupted by the evaporation of the liquid or by the melting and evaporation of the solid when the current becomes excessive, the circuit continuity being reestablished on cooling
    • 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
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition
    • H01H2083/201—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition the other abnormal electrical condition being an arc fault
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means

Abstract

The invention relates to a device for limiting a fault current produced by an accidental arc in an electric switch and/or distribution system by limiting and/or interrupting said fault arc. The inventive device comprises a fault detection device, a single-phase power disconnector (20) in at least one power current path (10) and an activable current limiter (30) for a current supplied by the power current path. According to said invention, the current limiter (30) is in parallel connected to the power disconnector (20), the power disconnector (20) has a switching time less than 5 ms for disconnecting the power current path (10) and the current limiter (30) limitation is applied to a current intensity which is less than the predeterminable fault current or is limited to a current intensity at which the accidental arc is extinguished.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung eines durch einen Anlagenfehler (beispielsweise durch einen Störlichtbogen) verursachten Kurzschlussstrom in einer elektrischen Schalt- oder Verteileranlage. Die Vorrichtung soll für Nieder- als auch für Mittelspannung einsetzbar sein.The The invention relates to a device for limiting one by one System faults (eg due to an arc fault) caused short-circuit current in an electrical switching or distribution system. The device should for Low as well as for Medium voltage can be used.

Die Unterbrechungsvorrichtung umfasst eine Detektionseinrichtung zur Erfassung des Anlagenfehlers oder des Störlichtbogens im Sinne einer Fehlererfassungseinrichtung, einen einphasigen Leitungstrenner in mindestens einer Leistungsstrombahn und einen aktivierbaren Strombegrenzer für einen in der Leistungsstrombahn geführten Strom.The Breaking device comprises a detection device for Recording of the plant fault or fault arc in the sense of a Error detection device, a single-phase line separator in at least one power circuit and an activatable current limiter for one guided in the power circuit Electricity.

Störlichtbögen können zu extremen Sachschäden, aber auch Personenschäden führen. Zur Begrenzung der Schäden ist neben einer schnellen Erfassung des Fehlers auch die schnelle Abschaltung (Löschung) des Störlichtbogens und/oder Begrenzung des Stroms erforderlich.Interruption arcs can too extreme property damage, but also personal injury to lead. To limit the damage is next to a quick detection of the error and the fast Shutdown (deletion) of the fault arc and / or limiting the flow required.

Für die rasche Erfassung eines Fehlers gehören verschiedene Lösungen zum Stand der Technik. Es können dabei verschiedene physikalische Parameter einer Schaltanlage oder eines Stromverteilers bei Auftreten eines Störlichtbogens mittels eines geeigneten Sensors detektiert werden. Beispielsweise kann dies über die Einkopplung des Lichts des Störlichtbogens in photoaktive Elemente erfolgen ( DE 30 31 517 A1 ), wobei das Licht opto-elektronisch in einen entsprechenden Schaltbefehl an einen Leistungsschalter gewandelt wird und dieser die Anlage vom Netz trennt.Various solutions are state-of-the-art for the rapid detection of a fault. Various physical parameters of a switchgear or of a power distributor can be detected when an arc fault occurs by means of a suitable sensor. For example, this can be done via the coupling of the light of the arc fault into photoactive elements ( DE 30 31 517 A1 ), wherein the light is opto-electronically converted into a corresponding switching command to a circuit breaker and this disconnects the system from the mains.

Vorgeschlagen sind noch weitere Anordnungen zur Unterdrückung oder Löschung eines Störlichtbogens, weil die Dauer der Aktivierung allein eines Leistungsschalters in der Regel zu lang ist, um tatsächlich die Schadenswirkung eines Störlichtbogens zu begrenzen. Eine Einrichtung, mit der innerhalb von wenigen Millisekunden der Störlichtbogen gelöscht werden kann ist durch DE 197 46 566 A1 bekannt geworden. Mit der Zündung einer pyrotechnischen Ladung wird ein Bolzen beschleunigt, der sich klemmend zwischen 2 Stromschienen presst und einen metallischen Kurzschluss erzeugt, wodurch einem brennenden Störlichtbogen unmittelbar die treibende elektrische Energie entzogen wird. Der Störlichtbogen erlischt in einem Zeitraum von einigen ms.Further proposed are other arrangements for suppressing or extinguishing an arc, because the duration of the activation of a circuit breaker is usually too long to actually limit the damage effect of a fault arc. A device with which the arc can be deleted within a few milliseconds is through DE 197 46 566 A1 known. With the ignition of a pyrotechnic charge, a bolt is accelerated, which presses clamped between 2 busbars and generates a metallic short circuit, whereby a burning arcing fault directly the driving electrical energy is withdrawn. The arc will extinguish within a few milliseconds.

Solche Anordnungen haben den Nachteil, dass durch die mit einer schnellen Abschaltung verbundene zeitliche Stromänderung (di/dt) bei induktiven Lasten hohe Spannungsspitzen auftreten, die für sich genommen ebenfalls Schäden erzeugen können. Weiterhin wird zwar durch die zitierte Anordnung der Störlichtbogen gelöscht, doch weiterhin fließt ein starker Kurzschlussstrom, der relativ viel später von einem Leistungsschalter abgeschaltet wird. Leistungsschalter benötigen zur Abschaltung eine relativ lange Zeit (je nach Leistungsbereich); beispielsweise bis zu 50 ms. Während dieser Dauer fließt der Kurzschlussstrom und Anlagenteile können netzseitig (vor dem Kurzschluss) Schaden erleiden. Weiterhin hat sich herausgestellt, dass Kurzschluss-Sicherungen nicht in jedem Fall fehlerfrei trennen. Fehlerhaft trennende, netzseitig (vor einer Störlichtbogenlöschung) angeordnete Sicherungen erzeugen ihrerseits einen Störlichtbogen, der von einem netzfernen, träge schaltenden Leistungsschalter nicht rechtzeitig, wirksam unterbrechbar ist. Weiterhin sind Sicherungen nach jedem Auslösen unbrauchbar und sind auszutauschen. Kosten für solche Sicherungen sind hoch.Such Arrangements have the disadvantage that by having a fast Shutdown connected temporal current change (di / dt) at inductive Loads of high voltage spikes occur, which in themselves also cause damage can. Furthermore, although by the cited arrangement of the arc deleted, but continues to flow a strong short circuit current that is relatively much later of one Circuit breaker is switched off. Circuit breakers require for Shutdown a relatively long time (depending on the power range); for example, up to 50 ms. While this duration flows the short-circuit current and system components can be on the mains side (before the short circuit) Suffer damage. Furthermore, it has been found that short circuit fuses not always separate without error. Faulty separating, mains side (before an arc extinction) arranged fuses in turn generate an arc fault, the off-grid, lethargic switching circuit breaker not timely, effectively interruptible is. Furthermore, fuses are unusable after each triggering and must be replaced. costs for such backups are high.

Für Mittelspannungsanwendungen ist eine als Is-Begrenzer bezeichnete Einrichtung seit mehr als 40 Jahren bekannt und dementsprechend auch häufig schon beschrieben worden. Stellvertretend dafür soll hier mit DE 199 55 682 A1 auf eine Einrichtung für Hochspannung verwiesen werden.For medium-voltage applications, a device called an I s- limiter has been known for more than 40 years and accordingly has often been described. Representative of this is here with DE 199 55 682 A1 be referred to a device for high voltage.

Strombegrenzer auf dem Prinzip von Flüssigmetall-Schaltern sind aus EP 1026720 A1 oder aus EP 1173873 B1 bekannt. Nach einer durch einen Fehlerfall aktivierten Strombegrenzung gehen Flüssigmetall-Schalter wieder in einen normalen Betriebszustand über, so dass solche Strombegrenzer im Gegensatz zu Sicherungen mehrfach benutzbar und nicht austauschbedürftig sind.Current limiters based on the principle of liquid metal switches are off EP 1026720 A1 or off EP 1173873 B1 known. After an activated by a fault current limit liquid metal switches go back to a normal operating state, so that such current limiters in contrast to fuses are reusable and not in need of replacement.

Niederspannungssysteme haben im Gegensatz zu Mittelspannungsanlagen besonders hohe Betriebsströme. Während bei Mittel- und Hochspannung kaum Ströme oberhalb von 5.000 A vorkommen, können in Niederspannungsanlagen Ströme von mehr als 100 kA auftreten. Für den Einsatz eines Strombegrenzers und/oder das Abschalten eines Kurzschlusses gibt es daher insbesondere bei induktiven Lasten die Problematik der mit Überspannungen verbundenen Stromsteilheit.Low Voltage Systems have in contrast to medium voltage systems particularly high operating currents. While at Medium and high voltage hardly currents above 5,000 A occur, can in low voltage systems currents of more than 100 kA occur. For the use of a current limiter and / or the switching off of a short circuit There is therefore the problem, especially with inductive loads with overvoltages connected current gradient.

Wegen der aufgezeigten Probleme wird deutlich, dass für Niederspannungsanwendungen im Fehlerfall Bedarf für eine wirksame Strombegrenzung existiert.Because of The problems highlighted become clear that for low voltage applications in case of error, need for an effective current limit exists.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Verbesserung bekannter Strombegrenzer anzugeben.It the object of the invention is an improvement of known current limiters specify.

Die Lösung der Aufgabe findet sich im Kennzeichen des Hauptanspruchs. Weiterführende Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen formuliert.The solution of the problem can be found in the characterizing part of the main claim. Continuing Off designs are formulated in the subclaims.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Strombegrenzer in paralleler Schaltungslage zum Leitungstrenner angeordnet ist, dass der Leitungstrenner eine Schaltzeit für das Auftrennen der Leistungsstrombahn von kürzer als 5 ms aufweist und dass die Strombegrenzung des Strombegrenzers auf eine Stromstärke ausgelegt ist, die kleiner ist als ein vorbestimmbarer Kurzschlussstrom oder auf eine Stromstärke begrenzt ist, bei der ein Störlichtbogen erlischt. In der Trennstelle wird ein Leitungstrenner angeordnet, mit dem in kürzerer Zeit als 5 ms die Stromschiene durchtrennbar ist.Of the Essence of the invention is that the current limiter in parallel Circuit location is arranged to line disconnector that the line disconnector a switching time for has the separation of the power current path of less than 5 ms and that the current limit of the current limiter designed for a current strength is smaller than a predeterminable short-circuit current or on a current strength is limited, when an arc fault goes out. In the separation point, a line separator is arranged, with that in shorter Time as 5 ms the busbar is severable.

Nach Auftrennen des Stromleiters durch den Leitungstrenner kommutiert der Strom in die Parallelstrombahn, in der der Strombegrenzer vorhanden ist.To Disconnecting the conductor commutated by the line separator the current in the parallel current path, in which the current limiter is present is.

Weitere vorzugsweise Ausgestaltungen sind noch folgende: Für mindestens eine Stromschiene wird eine Trennstelle vorgesehen, deren Anfang und Ende mit einem Strombegrenzer in Parallelschaltung beschaltet wird Der Strombegrenzer ist auf einen Strom, beispielsweise auf 100 A eingestellt. Ein solcher Strom sollte unter einer Brennstärke liegen, die ein selbständiges Brennen eines Störlichtbogens bei der treibenden Spannung nicht mehr erlaubt. Aus detaillierten Untersuchungen ist der Zusammenhang zwischen treibender Spannung und Erlöschen und/oder Fortdauer des Brennens des Störlichtbogens sehr genau bekannt, so dass die Einstellung des Strombegrenzers präzise einstellbar ist.Further Preferred embodiments are the following: For at least a busbar is provided a separation point whose beginning and connected end with a current limiter in parallel connection The current limiter is on a current, for example 100 A set. Such a current should be below a burning intensity, the one independent Burning a fault arc no longer allowed at the driving voltage. From detailed Investigations is the connection between driving tension and extinction and / or Continuation of the burning of the arc fault very well known, so the setting of the current limiter precise is adjustable.

Als besondere Vorteile stellen sich die Mehrfachverwendbarkeit des Strombegrenzers und die Sicherheit der Begrenzungsmaßnahme heraus. Wohingegen der Austausch der Trennvorrichtung eine notwendige aber kostengünstige Maßnahme ist, im Vergleich zu möglichen Störlichtbogenschäden.When special advantages are the multiple usability of the current limiter and the safety of the limit measure out. Whereas the Replacement of the separation device is a necessary but inexpensive measure, compared to possible Störlichtbogenschäden.

Als Ausführungsformen werden folgende Einzelheiten vorgeschlagen:
Der Leitungstrenner sollte als mechanische Schneidvorrichtung ausgestaltet ein, mit der die Leistungsstrombahn auftrennbar ist.As embodiments, the following details are proposed:
The line separator should be designed as a mechanical cutting device, with the power flow path can be separated.

In Schaltanlagen und Stromverteilern werden Leistungsstrombahnen meistens als Stromschienen ausgestaltet, so dass es sich im Rahmen der Erfindung hier um eine Schneidvorrichtung handeln soll, die geeignet ist, die Strombahn physikalisch zu öffnen. Vorzugsweise kann der Leitungstrenner so ausgestaltet sein, dass es sich um eine pyrotechnisch angetriebene Schneidvorrichtung handelt.In Switchgear and power distributors are usually power railways designed as busbars, so that it is within the scope of the invention should be about a cutting device that is suitable physically open the current path. Preferably, the line separator can be designed so that it is a pyrotechnically driven cutting device.

Die Schneidvorrichtung kann als pyrotechnische Schneidladung ausgestaltet sein. Geeignete pyrotechnische Schneidladungen sind kommerziell erhältlich und sind in einem Beispiel auch in der EP 0052521 A1 beschrieben. Hierbei ist die Zündpille in Form einer linear geformten Ladung mit einem langgestreckten Explosivkörper ausgebildet. Der Explosivkörper wird quer zur Stromschienen-Erstreckung angebracht, so dass der Explosivkörper die Stromschiene in voller Breite durchtrennt.The cutting device can be designed as a pyrotechnic cutting charge. Suitable pyrotechnic cutting charges are commercially available and are in an example in the EP 0052521 A1 described. Here, the squib is designed in the form of a linearly shaped charge with an elongated explosive body. The explosive is mounted across the busbar extension, so that the explosive body cuts through the busbar in full width.

Der Strombegrenzer kann jeweils einer nach folgender Technologie ausgebildeter Strombegrenzer sein: Es kann ein Flüssigmetall-Strombegrenzer, ein Kaltleiter oder – falls für eine vorgesehen elektrische Anlage technologisch einsetzbar – auch ein Thyristor sein. Bei einigen Flüssigmetall-Strombegrenzern ist eine feste Einbaulage zu beachten. Daher kann es angebracht sein, die Führung der Stromschienen und die Einbaulage der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung zueinander anzupassen. Beispielsweise kann ein Flüssigmetall-Strombegrenzer, der in horizontaler Lage einzubauen ist, genutzt werden, wenn die Stromschienen ebenfalls horizontal liegen, so dass die Strombegrenzer flach auf den Stromschienen zu liegen kommen.Of the Current limiter can each one of the following technology trained It may be a liquid metal current limiter, a current limiter PTC thermistor or - if for one provided electrical system technologically usable - even a thyristor be. For some liquid metal current limiters a fixed installation position is to be observed. Therefore, it may be appropriate be the guide the busbars and the mounting position of the separation device according to the invention to adapt to each other. For example, a liquid metal current limiter, the To be installed in a horizontal position is to be used when the busbars Also lie horizontally so that the current limiters are flat come to rest the busbars.

Mit der Detektion eines Störlichtbogens und der Auslösung der Trennvorrichtung kann parallel ein Leistungsschalter beaufschlagt werden. Mit der Auslösung des Leistungsschalters kann der Betriebsstrom endgültig abgeschaltet werden. Die Lage des Leistungsschalters – ob netzseitig vor der Trennvorrichtung und/oder hinter der Trennvorrichtung – sollte von der Art und dem Aufbau der elektrischen Anlage abhängig gemacht werden.With the detection of an arc fault and the triggering the separator can be applied in parallel to a circuit breaker become. With the trigger of the circuit breaker, the operating current can be finally switched off become. The position of the circuit breaker - whether on the mains side before the disconnecting device and / or behind the separator - should be of the type and Construction of the electrical system to be made dependent.

Nach einem Fehlerfall ist die Trennervorrichtung auszuwechseln. Hierzu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so eingerichtet, dass sie vor und hinter einem Ort der Auftrennung an Verbindungsstellen mit den Stromschienen verfügt, wo über Schraubbolzen die Trennervorrichtung beidseitig mit einem Schienenteilstück verbindbar ist.To In the event of a fault, the disconnecting device must be replaced. For this is the device according to the invention set up in front of and behind a place of separation has at junctions with the busbars, where over bolt the separator device On both sides with a rail section is connectable.

Mehr als eine Schneidladung am vorgesehenen Ort der Auftrennung der Stromschiene können angeordnet sein, wenn eine besonders breite und damit sichere Trennstrecke erzeugt werden soll. Damit wird vermieden, dass in einer zu schmalen Trennstrecke ein Schaltlichtbogen entsteht und somit die Wirkung der Trennvorrichtung mindert.More as a cutting charge at the intended location of the separation of the bus bar can be arranged be if a particularly wide and therefore safe separation distance should be generated. This avoids being too narrow in one Trennstrecke a switching arc is created and thus the effect the separator reduces.

Da beim Einsatz einer pyrotechnischen Schneidladung Metallbestandteile der Stromschiene abgelöst werden und Abgase aus der pyrotechnischen Einrichtung auftreten, sollten Maßnahmen getroffen werden, die der Abschirmung dienen – insbesondere zur Vermeidung von Personenschäden. Danach wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung als Baueinheit mit Gehäuse ausgebildet ist, welche eine feuerfeste Auskleidung und mindestens eine Austrittsöffnung für einen Abgasstrom aufweist. Die Auskleidung kann beispielsweise aus Platten aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.Since the use of a pyrotechnic cutting charge metal components of the busbar are replaced and exhaust gases from the pyrotechnic device occur, measures should be taken that serve the shield - especially to prevent personal injury. Thereafter, it is proposed that the device is designed as a unit with housing, which has a refractory lining and at least one outlet having opening for an exhaust gas stream. The lining may for example consist of plates made of glass fiber reinforced plastic.

Die Erfindung ist in einer Figuren dargestellt; wobei die Figur im Einzelnen zeigt:The The invention is illustrated in a figure; the figure in detail shows:

1 Aufbau einer Vorrichtung mit zwei Schneidladungen und einem Flüssigmetall-Strombegrenzer. 1 Construction of a device with two cutting charges and a liquid metal current limiter.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Weise den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es wird eine als Stromschiene ausgeführte Leistungsstrombahn 10 angedeutet, auf der ein Leitungstrenner 20 angebracht ist. Im Lauf der Stromschiene ist ein Schienenteilstück 16 ausgebildet, welches über Verschraubungen aus der Leistungsstrombahn 10 herauslösbar ist. Anfang und Ende des Schienenteilstücks 16 haben jeweils Verbindungsstellen 18, an denen über Schraubbolzen das Schienenteilstück 16 mit den Stromschienen verbindbar ist. Die Verbindungsstellen sollten so ausgestaltet sein, dass der Zugang und das Herauslösen am besten von der Unterseite der Vorrichtung möglich ist.The single figure shows schematically the structure of a device according to the invention. It is designed as a power rail power circuit 10 indicated on the a line separator 20 is appropriate. In the course of the busbar is a rail section 16 formed, which via fittings from the power flow path 10 is detachable. Beginning and end of the rail section 16 each have connection points 18 in which the rail section is screwed on 16 can be connected to the busbars. The joints should be designed so that access and extraction is best possible from the bottom of the device.

Einzelheiten der Detektion eines Störlichtbogens oder der Auslösung (Zündung) der pyrotechnischen Schneidladungen sind nicht dargestellt. Die Vorrichtung soll in einem Gehäuse 60 untergebracht sein, welches hier schematische dargestellt ist. In Parallelschaltung zur Trennvorrichtung 20 ist ein Strombegrenzer 30 vorhanden, der vorzugsweise außerhalb des angesprochenen Gehäuses 60 angebracht ist.Details of the detection of a fault arc or the triggering (ignition) of the pyrotechnic cutting charges are not shown. The device should be in a housing 60 be accommodated, which is shown schematically here. In parallel with the separator 20 is a current limiter 30 present, preferably outside of the addressed housing 60 is appropriate.

Die Figur zeigt eine einphasige Anordnung. Die Vorrichtung kann auch dreiphasig ausgebildet sein, so dass pro Phase eine Stromschiene 10 vorhanden ist und jede Stromschiene mit einer Trennvorrichtung 20 versehen ist.The figure shows a single-phase arrangement. The device may also be formed in three phases, so that per phase a busbar 10 is present and each power rail with a separator 20 is provided.

Der Strom durch die Stromschiene ist mit I1 bezeichnet. Der Strom I2 im Parallelstrompfad hat für den Normalbetrieb der Schaltanlage keine Bedeutung. Nach der Auftrennung der Stromschiene fließt kurzzeitig der volle Leistungsstrom I1 durch den Strombegrenzer, der daraufhin den Strom auf einen vorbestimmbaren Wert oder unter einen vorbestimmbaren Wert I3 vermindert.The current through the busbar is denoted by I 1 . The current I 2 in the parallel current path has no significance for the normal operation of the switchgear. After the separation of the busbar, the full power current I 1 briefly flows through the current limiter, which then reduces the current to a predeterminable value or below a predeterminable value I 3 .

Im Falle eines detektierten Störlichtbogens wird die Trennvorrichtung ausgelöst, wobei das Schienenteilstück 16 an mindestens einer Stelle 24 zerschnitten wird. Damit wird eine Trennstrecke hergestellt. Um eine hinreichende Länge der Trennstrecke zu erzeugen, können mehrere Schneidladungen 22 nebeneinander auf dem Schienenteilstück 16 angebracht werden und somit mehrere Trennstellen 24 erzeugt werden, oder dass insgesamt die Länge der Trennstelle ausreichend groß gemacht wird. Das Schienenteilstück wird auf der der Schneidladung abgewandten Seite von Gegenlagern 26, 26' abgestützt. In jedem Fall sollte das Schienenteilstück auf beiden Seiten der vorgedachten Trennstelle 24 abgestützt sein. Im Einzelfall ist zu prüfen, ob auch mittig zwischen zwei möglichen Trennstellen eine Mittenabstützung 26' notwendig ist oder nicht.In the case of a detected fault arc, the separator is triggered, the rail section 16 at least one place 24 is cut. This creates a separation line. In order to produce a sufficient length of the separation distance, several cutting charges can 22 side by side on the rail section 16 be attached and thus several separation points 24 be generated, or that the total length of the separation point is made sufficiently large. The rail section is on the side facing away from the cutting load of abutments 26 . 26 ' supported. In any case, the rail section should be on both sides of the intended separation point 24 be supported. In individual cases, it must be checked whether there is central support between two possible points of separation 26 ' necessary or not.

In der Figur ist angedeutet, dass zwei pyrotechnische Schneidladungen 22 nebeneinander auf dem Schienenteilstück 16 angebracht sind. Eine Schneidladung wird quer in voller Breite des Schienenteilstücks 16 auf dem Schienenteilstück 16 angeordnet.In the figure, it is indicated that two pyrotechnic cutting charges 22 side by side on the rail section 16 are attached. A cutting load becomes across the full width of the rail section 16 on the rail section 16 arranged.

Die Lage und Zahl der Schneidladungen bestimmen Ort und Zahl der Trennstellen 24. Die mögliche Trennstelle in dem Schienenteilstück muss mechanisch nicht besonders ausgestaltet sein. Es kann aber durchaus sinnvoll sein – ohne Verringerung des Leitungsquerschnitts des Schienenteilstücks – Perforationen (beispielsweise Bohrungen) am Ort einer möglichen Trennstelle vorzusehen, so dass dort eine Art Sollbruchstelle für die pyrotechnische Sprengung vorgeprägt ist. Kommerziell angebotene Schneidladungen (z.B. unter dem Markennamen Dynawell) sind Elemente, die sich mechanisch verformen lassen. Daher ist es möglich, eine längere Schneidladung als Wendel (mäanderförmig) auf dem Schienenteilstück anzuordnen. Damit kann auf dem Schienenteilstück eine größere Breite abgedeckt werden, als es mit einer relativ kurzen Schneidladung allein möglich ist.The location and number of cutting loads determine location and number of separation points 24 , The possible separation point in the rail section does not have to be particularly mechanically designed. But it may well be useful - without reducing the line cross section of the rail section - to provide perforations (for example holes) at the location of a possible separation point, so that there is a kind of predetermined breaking point for the pyrotechnic blasting is pre-stamped. Commercially available cutting loads (eg under the brand name Dynawell) are elements that can be mechanically deformed. Therefore, it is possible to arrange a longer cutting load than helix (meandering) on the rail section. This can be covered on the rail section a greater width than is possible with a relatively short cutting load alone.

Der erfindungsgemäße Aufbau nach der Figur besteht aus zwei pyrotechnischen Schneidladungen 22 und einem Flüssigmetall-Strombegrenzer 30, in dem mehrere Verdichterräume 32 und die Flüssigkeitsmetall-Oberfläche angedeutet sind. In der Figur sind im Gehäuse 60 zwei Austrittsöffnungen 62 für einen Abgasstrom 64 dargestellt. Der Strombegrenzer 30 ist mit nicht dargestellten Verbindungselementen über eigene Stromschienen 12 an den die Leistungsstrombahn bildenden Stromschienen 10 befestigt.The structure according to the invention according to the figure consists of two pyrotechnic cutting charges 22 and a liquid metal current limiter 30 in which several compressor rooms 32 and the liquid metal surface are indicated. In the figure are in the case 60 two outlet openings 62 for an exhaust gas flow 64 shown. The current limiter 30 is with connecting elements not shown on their own busbars 12 at the power circuit forming the power rails 10 attached.

Claims (12)

Vorrichtung zur Strombegrenzung für einen Fehlerfall in einer elektrischen Schalt- oder Verteileranlage der Niederspannung, insbesondere zum Unterbrechen eines Störlichtbogens, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Detektionseinrichtung zur Erfassung des Fehlerfalls, insbesondere eines Störlichtbogens, einen einphasigen Leitungstrenner (20) in mindestens einer Leistungsstrombahn (10), einen aktivierbaren Strombegrenzer (30) für einen in der Leistungsstrombahn (10) geführten Strom, dadurch gekennzeichnet, dass der Strombegrenzer (30) in paralleler Schaltungslage zum Leitungstrenner (20) angeordnet ist, dass der Leitungstrenner (20) eine Schaltzeit für das Auftrennen der Leistungsstrombahn (10) von kürzer als 5 ms aufweist und dass die Strombegrenzung des Strombegrenzers (30) auf eine Stromstärke ausgelegt ist, die kleiner ist als ein vorbestimmbarer Fehlerstrom oder auf eine Stromstärke begrenzt ist, bei der ein Störlichtbogen erlischt.Device for limiting the current in the event of a fault in an electrical switching or distribution system of the low voltage, in particular for interrupting an arc fault, the device comprising: a detection device for detecting the fault, in particular an arc fault, a single-phase line disconnector ( 20 ) in at least one power flow path ( 10 ), an activatable current limiter ( 30 ) for one in the power circuit ( 10 ) guided electricity, characterized in that the current limiter ( 30 ) in parallel circuit position to the line separator ( 20 ) is arranged that the line separator ( 20 ) a switching time for the separation of the power flow path ( 10 ) of less than 5 ms and that the current limit of the current limiter ( 30 ) is designed to a current that is less than a predeterminable fault current or limited to a current at which an arc flashes off. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungstrenner als Schneidvorrichtung (22) ausgestaltet ist, die die Leistungsstrombahn (10) mechanisch auftrennt.Apparatus according to claim 1, characterized in that the line separator as a cutting device ( 22 ) is configured, which the power flow path ( 10 ) mechanically separated. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstrombahn (10) als Stromschiene (16) ausgestaltet ist.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the power flow path ( 10 ) as a busbar ( 16 ) is configured. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Ort (12) einer möglichen Auftrennung in der Stromschiene (16) ohne Verringerung des Leitungsquerschnitts der Stromschiene (16) Perforationen als Sollbruchstellen vorhanden sind.Device according to the preceding claim, characterized in that at the place ( 12 ) a possible separation in the busbar ( 16 ) without reducing the conductor cross-section of the busbar ( 16 ) Perforations are provided as predetermined breaking points. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungstrenner eine pyrotechnisch angetriebene Schneidvorrichtung (22) istDevice according to one of the preceding claims, characterized in that the line separator a pyrotechnically driven cutting device ( 22 ) Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidvorrichtung (20) als pyrotechnische Schneidladung (22) ausgestaltet ist. Device according to the preceding claim, characterized in that the cutting device ( 20 ) as a pyrotechnic cutting charge ( 22 ) is configured. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Schneidladung (22) quer zur Stromschiene (16) und auf der vollen Breite der Stromschiene (16) angeordnet ist.Device according to the preceding claim, characterized in that the pyrotechnic cutting charge ( 22 ) across the busbar ( 16 ) and on the full width of the busbar ( 16 ) is arranged. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei pyrotechnische Schneidladungen (22) am vorgesehenen Ort (24) der Auftrennung der Stromschiene (16) angeordnet sind.Device according to the preceding claims 6 or 7, characterized in that two pyrotechnic cutting charges ( 22 ) at the designated place ( 24 ) the separation of the busbar ( 16 ) are arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (16) vor und hinter einem Ort (24) der Auftrennung als mit Verbindungsmitteln eingesetzbares, aus der Stromschiene herauslösbares Stromschienenteilstück ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the busbar ( 16 ) in front of and behind a place ( 24 ) the separation is designed as a Verbindungsmitteln deployable, herauslösbares from the busbar busbar section. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strombegrenzer (30) ein Flüssigmetall-Strombegrenzer (32) ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the current limiter ( 30 ) a liquid metal current limiter ( 32 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, der Strombegrenzer ein Kaltleiter ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized the current limiter is a PTC thermistor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem druck- und sprengfesten Gehäuse (60) untergebracht ist, welches eine feuerfeste Auskleidung und mindestens eine Austrittsöffnung (62) für einen Abgasstrom (64) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device in a pressure and explosion-resistant housing ( 60 ), which has a refractory lining and at least one outlet opening ( 62 ) for an exhaust gas flow ( 64 ) having.
DE102005050044A 2005-10-19 2005-10-19 Device for current limitation Ceased DE102005050044A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005050044A DE102005050044A1 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Device for current limitation
EP06806134A EP1938351B1 (en) 2005-10-19 2006-10-10 Current limiting device
PCT/EP2006/009757 WO2007045374A1 (en) 2005-10-19 2006-10-10 Current limiting device
DE502006007193T DE502006007193D1 (en) 2005-10-19 2006-10-10 DEVICE FOR LIMITING ELECTRICITY
DK06806134.0T DK1938351T3 (en) 2005-10-19 2006-10-10 Power limiting device
AT06806134T ATE470946T1 (en) 2005-10-19 2006-10-10 CURRENT LIMITATION DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005050044A DE102005050044A1 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Device for current limitation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005050044A1 true DE102005050044A1 (en) 2007-05-03

Family

ID=37546617

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005050044A Ceased DE102005050044A1 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Device for current limitation
DE502006007193T Active DE502006007193D1 (en) 2005-10-19 2006-10-10 DEVICE FOR LIMITING ELECTRICITY

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE502006007193T Active DE502006007193D1 (en) 2005-10-19 2006-10-10 DEVICE FOR LIMITING ELECTRICITY

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1938351B1 (en)
AT (1) ATE470946T1 (en)
DE (2) DE102005050044A1 (en)
DK (1) DK1938351T3 (en)
WO (1) WO2007045374A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1097016B (en) * 1955-01-15 1961-01-12 Calor Emag Elektrizitaets Ag Device for the rapid interruption of short-circuit currents
DE2039065A1 (en) * 1970-08-06 1972-02-17 Kind Dieter Prof Dr Ing Process and arrangements for the current-limiting interruption of direct and alternating currents of high voltage
DE3031517A1 (en) * 1979-09-04 1981-04-02 ASEA AB, Västerås Arcing detector using optical fibre with convex mirror - is relatively insensitive to interfering electric or magnetic field
DE29614976U1 (en) * 1996-08-28 1996-11-21 N & L Elektrotechnik Gmbh Emergency shutdown device for on-board power supply systems for motor vehicles
DE19746566A1 (en) * 1997-10-22 1999-04-29 Kloeckner Moeller Gmbh Short-circuiter for arcing protection device
EP1026720A1 (en) * 1999-02-01 2000-08-09 Moeller GmbH Self restoring current limiting device with liquid metal
DE19955682A1 (en) * 1999-11-19 2001-06-13 Abb Patent Gmbh Current-limiting device for high voltages has at least one additional current limiter provided for high voltage use and discrete capacitor connected in parallel with each current limiter
EP1173873B1 (en) * 1999-02-01 2003-05-21 Moeller GmbH Self-recovering current-limiting device with liquid metal
DE69913399T2 (en) * 1998-02-17 2004-10-28 AutoNetworks Technologies, Ltd., Nagoya switching device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529210A (en) * 1967-02-28 1970-09-15 Mitsubishi Electric Corp Current limiting circuit
US5360999A (en) * 1993-02-25 1994-11-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Explosively actuated thermal opening switch
JPH08315666A (en) * 1995-05-12 1996-11-29 Mitsubishi Electric Corp Breaker and breaking device
DE19615959C1 (en) * 1996-04-22 1997-10-16 Siemens Ag Process and system for optimizing and managing the consumption of electrical energy in industrial companies
US5867356A (en) * 1997-11-05 1999-02-02 General Electric Company Current limiting system and method
US6295930B1 (en) * 1998-01-08 2001-10-02 Harness System Technologies Research, Ltd. Circuit breaker
KR100423886B1 (en) * 2000-05-12 2004-03-24 휴먼엘텍 주식회사 Arc fault circuit interrupter and circuit breaker having the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1097016B (en) * 1955-01-15 1961-01-12 Calor Emag Elektrizitaets Ag Device for the rapid interruption of short-circuit currents
DE2039065A1 (en) * 1970-08-06 1972-02-17 Kind Dieter Prof Dr Ing Process and arrangements for the current-limiting interruption of direct and alternating currents of high voltage
DE3031517A1 (en) * 1979-09-04 1981-04-02 ASEA AB, Västerås Arcing detector using optical fibre with convex mirror - is relatively insensitive to interfering electric or magnetic field
DE29614976U1 (en) * 1996-08-28 1996-11-21 N & L Elektrotechnik Gmbh Emergency shutdown device for on-board power supply systems for motor vehicles
DE19746566A1 (en) * 1997-10-22 1999-04-29 Kloeckner Moeller Gmbh Short-circuiter for arcing protection device
DE69913399T2 (en) * 1998-02-17 2004-10-28 AutoNetworks Technologies, Ltd., Nagoya switching device
EP1026720A1 (en) * 1999-02-01 2000-08-09 Moeller GmbH Self restoring current limiting device with liquid metal
EP1173873B1 (en) * 1999-02-01 2003-05-21 Moeller GmbH Self-recovering current-limiting device with liquid metal
DE19955682A1 (en) * 1999-11-19 2001-06-13 Abb Patent Gmbh Current-limiting device for high voltages has at least one additional current limiter provided for high voltage use and discrete capacitor connected in parallel with each current limiter

Also Published As

Publication number Publication date
EP1938351B1 (en) 2010-06-09
WO2007045374A1 (en) 2007-04-26
DK1938351T3 (en) 2010-09-27
ATE470946T1 (en) 2010-06-15
EP1938351A1 (en) 2008-07-02
DE502006007193D1 (en) 2010-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4235329C2 (en) Short-circuit device, in particular for extinguishing arcing faults in low-voltage switchgear for distributing electrical energy, arrangement and use therefor
EP2070168B1 (en) Surge arrester having a housing and having at least one arrester element
WO2014135351A1 (en) Overvoltage protection device with short-circuit function for protecting installations and persons
DE102019210234B3 (en) Lightning protection spark gap arrangement and method for operating a lightning protection spark gap arrangement
EP1876626A2 (en) Circuit breaker and short-circuiter combination
DE102012112435B4 (en) Automatic circuit breaker with auxiliary short-circuit and fuse arrangement with a plurality of such automatic circuit breakers
WO2015090464A1 (en) Apparatus and method for switching a direct current
EP3759774B1 (en) Overvoltage protection arrangement with a horn spark gap, located in a housing, with a chamber for arc quenching
CH668664A5 (en) Gas insulated load breaker.
DE3111255C2 (en)
EP2695268A2 (en) Surge protection device
DE3632760A1 (en) PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENT
EP0453776B1 (en) Switchgear with a circuit breaker or a load break switch and a fuse
EP3186864B1 (en) Triggering of an arc flash protection system
EP1938351B1 (en) Current limiting device
DE102017102807B4 (en) Wind energy installation having an electrical switchgear
DE102015106867A1 (en) Triggering a grounding switch of a switchgear
DE850018C (en) Interrupt device
EP0603503B1 (en) Method for switching a fused load-break switch and fused load-break switch
DE1563884B2 (en) Protective device for switching off a consumer for high and maximum voltages located in a network with a rapid reclosing protection device
EP0118414A2 (en) Horn switch
AT504894B1 (en) METHOD FOR PROTECTING A DECENTRALIZED FEEDING UNIT AND DECENTRALIZED FEEDING UNIT
DE2843482C2 (en)
DE1202863B (en) Electrical short circuit breaker
DE2350335A1 (en) CURRENT LIMITING DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: EATON INDUSTRIES GMBH, 53115 BONN, DE

R010 Appeal proceedings settled by withdrawal of appeal(s) or in some other way
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20110902