DE1082336B - Kurzschliesser zum Schutz elektrischer Geraete - Google Patents
Kurzschliesser zum Schutz elektrischer GeraeteInfo
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Classifications
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- 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
-
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- H01H3/222—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electrodynamic repulsion
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Description
DEUTSCHES
Es ist bekannt, elektrische Geräte, insbesondere Umformer, durch einen Kurzschließer zu schützen,
der sie im Störungsfalle überbrückt. Wenn in dem zu schützenden Gerät ein Fehler auftritt, schließt sich der
Kurzschließer fast sofort, so daß ein Nebenweg mit sehr geringem Widerstand gebildet und verhindert
wird, daß der Fehlerstrom über das gestörte Gerät fließt. Es fließt dann ein hoher Fehlerstrom über den
Kurzschließer selbst, bis weitere Schutzeinrichtungen, die in Reihe mit dem Kurzschließer liegen, in Tätigkeit
treten und den Kurzschließer abschalten.
Für derartige Kurzschließer ist die Arbeitsgeschwindigkeit von großer Bedeutung. Im Falle von
Leistungsumformern ist die Kurzschlußfestigkeit des den Umformer speisenden Systems gewöhnlich sehr
hoch; der Umformer ist daher beim Auftreten von Rückströmen der Einwirkung großer Energien ausgesetzt,
die das Gerät zerstören können. Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit des Kurzschließers erhöht
werden kann, wird der Energiebetrag, der im Umformer umgesetzt wird, und damit auch die Möglichkeit
einer Beschädigung des Umformers vermindert.
Aus ähnlichen Gründen können auch Transformatoren und Generatoren, bei denen innere Störungen
auftreten können> mit extrem schnell arbeitenden Kurzschließern versehen werden. Bei Generatoren
kann ein Schutz durch extrem schnelle Unterdrückung des Feldes und durch hohe Gegenspannungen erreicht
werden, während bei Transformatoren das Problem ähnlich liegt wie bei Leistungsumformern.
Alle gegenwärtig üblichen Einrichtungen zur Schließung von Stromkreisen durch mechanische
Mittel arbeiten nach zwei eng verwandten allgemeinen Prinzipien. Nach dem ersten dieser Prinzipien wird
eine Feder, die einen Schalter betätigt, durch die Einwirkung eines Motors oder eines Elektromagneten
ausgelöst. Die Feder wird mit Hilfe einer Klinke derart verformt gehalten, daß sie Energie gespeichert
hält. Wenn die Klinke mit Hilfe auslösender Mittel zurückgezogen wird, schließt die Feder die Schalteinrichtung.
Nach dem zweiten Prinzip wird die Schalteinrichtung unmittelbar mit Hilfe eines Magnetfeldes betätigt,
das in einer Spule erzeugt wird und durch einen ferromagnetischen Körper fließt, der mit der
Schalteinrichtung verbunden ist. Dieses Prinzip hat den Vorteil der Einfachheit; infolge von Sättigungseffekten ist jedoch die Kraft, die auf den ferromagnetischen
Körper ausgeübt werden kann, relativ klein. Die Arbeitsgeschwindigkeit derartiger Schaltgeräte
ist daher verhältnismäßig niedrig.
Es ist auch bereits bekanntgeworden, die abstoßende bzw. anziehende Kraft zwischen zwei stromdurchflossenen
Spulen zur Bewegung der Kontakte eines Kurzschließer zum Schutz elektrischer
Geräte
Geräte
Anmelder:
I-T-E Circuit Breaker Company,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Januar 1956
V. St. v. Amerika vom 10. Januar 1956
Edward John Diebold, Palos Verdes Estates, Calif.
(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Schalters zu verwenden. Die bekannten Anordnungen dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß bei Verwendung
einer festen und einer beweglichen Spule letztere mit einer besonderen Kontaktanordnung
mechanisch verbunden ist, so daß bei Erregung des Spulensystems sowohl der bewegliche Kontakt
wie auch die bewegliche Spule beschleunigt werden müssen, um die Unterbrechung eines Stromkreises zu
erreichen. Wegen der relativ großen Masse einer solchen beweglichen Anordnung, nämlich der beweglichen
Spule und des beweglichen Kontaktes, sind die Kräfte zur Erzielung der erforderlichen Beschleunigung
derart hoch, daß die verursachten Kräfte die im allgemeinen für Spulen und Kontakte verwendeten
Materialien zerstören. Dies erfordert eine Verringerung der zulässigen Beschleunigung, wodurch aber die
Eigenzeit des Schalters in unerwünschter Weise vergrößert wird. Neben der durch die verwendeten Materialien
gegebenen Begrenzung besteht außerdem bei Beschleunigung einer großen Masse die Notwendigkeit,
große elektrische Energien zur Erregung der Spulen bereitzustellen, was ebenfalls Schwierigkeiten
bereitet.
Es ist ferner bekannt, zum Antrieb einer Schalteinrichtung die elektrodynamische Abstoßung zwischen
einer feststehenden Spule und einem mit dieser induktiv gekoppelten, in sich geschlossenen Leiter zu
verwenden, die dann auftritt, wenn der feststehenden Spule ein steiler Stromimpuls aufgeprägt wird. Bei
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einer bekannten Anordnung dieser Art ist der bewegliche Leiter als rechteckiger Kurzschlußring ausgebildet,
der an seiner einen Seite durch ein Gelenk festgehalten und an seiner anderen Seite mit besonderen
Kontaktansätzen versehen ist. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die abstoßende Kraft nur
teilweise genutzt wird. Im ganzen gesehen ist der bekannte Schalter, insbesondere im Hinblick auf die
Ausbildung und Anordnung seiner Kontaktstücke, nur als Unterbrecher geeignet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kurzschließer zum Schutz elektrischer Geräte, insbesondere
von Umformern, mit einem beweglichen und mehreren festen Kontaktstücken. Sie besteht darin,
daß das bewegliche Kontaktstück als in sich geschlossener elektrisch leitender, in Richtung seiner
Achse frei beweglicher Kreisring mit konischer Kontaktfläche ausgebildet ist, daß die festen Kontaktstücke
symmetrisch zur Achse des Ringes angeordnet sind und Kontaktflächen aufweisen, die Teile einer
konischen, zur Kontaktfläche des Ringes passenden Fläche bilden, und daß koaxial und in enger induktiver
Kopplung mit dem beweglichen Ring eine feststehende Antriebswicklung vorgesehen ist, die beim
Auftreten einer Störung des zu schützenden Gerätes durch einen Stromimpuls derart erregt wird, daß sie
den Ring in an sich bekannter Weise elektrodynamisch abstößt.
Kurzschließer nach dem Grundgedanken der Erfindung haben erhebliche Vorteile. Erstens ist die Kraft,
die zwischen den beiden Spulen des Lufttransformators, der durch die bewegliche Kurzschlußwicklung
und die Antriebswicklung gebildet wird, nicht durch irgendeine Materialkonstante begrenzt. Wenn die
Primärwicklung bzw. Antriebswicklung, z. B. durch die Entladung eines Kondensators, durch einen sehr
hohen Strom von sehr hoher Frequenz erregt wird, wird ein ebenfalls sehr hoher Strom der gleichen Frequenz
in der Sekundärwicklung induziert, der dem Primärstrom entgegengerichtet ist. Eng gekoppelte
Wicklungen induzieren Ströme solchen Betrages, daß die primären und sekundären Amperewindungen nahezu
gleich sind. Wenn die Spulen an der Fläche, mit der sie einander gegenüberstehen, einen erheblichen
Durchmesser haben und wenn ihr Abstand relativ klein ist, ist die Kopplung sehr gut. Die abstoßende
Kraft zwischen derartigen Spulen ist proportional dem Quadrat der Stärke des Stromes, der durch sie fließt.
Da die Kraft nur während eines sehr kleinen Zeitraumes benötigt wird, kann ein extrem hoher Strom
zugelassen werden; bevor der Strom Zeit hat, die Wicklung in erheblichem Maße zu erwärmen, ist er
nicht mehr erforderlich und auf Null zurückgefallen. Die einzige physikalische Begrenzung für die erreichbare
Geschwindigkeit des erfindungsgemäßen Systems ist die mechanische Festigkeit seiner Komponenten.
Da bei dem Kurzschließer nach der Erfindung die Antriebskraft unmittelbar auf das bewegliche Kontaktstück
einwirkt, sind keine weiteren beweglichen Konstruktionselemente vorhanden. Die beschleunigenden
Kräfte werden daher nicht durch die zulässige Beanspruchbarkeit irgendwelcher Materialien begrenzt.
Es ist also, wenn die Erregung der Antriebswicklung auf einen Fehler in dem zu schützenden
elektrischen Gerät anspricht, möglich, das gestörte Gerät in extrem kurzer Zeit zu überbrücken.
Bei dem Kurzschließer nach der Erfindung kann die Erregerwicklung aus einem Leiter bestehen, der
verhältnismäßig dünn und in Form einer Spirale gewickelt ist, in der die Höhe des Leiters wesentlich
größer als seine Abmessung in radialer Richtung ist. Der bewegliche Kontakt ist in ähnlicher Weise als
einzelne Windung oder Ring ausgebildet, wobei die Höhe des Leiters in der gleichen Größenordnung
liegen oder größer sein kann als der Durchmesser der Windung. Diese Bemessung der beiden Wicklungen
hat zur Folge, daß sich in ihnen bei Erregung mit einem Strom hoher Frequenz der sogenannte
Skin-Effekt in erheblichem Maße auswirkt. Dieser
ίο führt dazu, daß die Stromverteilung in jeder Wicklung
über den Querschnitt ungleichmäßig ist, und zwar in der Weise, daß größere Stromanteile an der
Oberfläche jeder Wicklung fließen, die der anderen Wicklung in besonders geringem Abstand gegenübersteht,
so daß der für die Kopplung wirksame mittlere Abstand zwischen den beiden Spulen durch die
Wirkung des Skin-Effektes verringert wird und damit der Kopplungsgrad zwischen den Spulen wächst.
Die abstoßende Kraft zwischen den beiden Spulen
ao wird daher durch die Wirkung des Skin-Effektes vergrößert.
Im folgenden werden an Hand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele für Kurzschließer gemäß der
Erfindung beschrieben.
In Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Gleichrichteranlage und eines zu ihrem Schutz verwendeten Kurzschließers
nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Kontakt- und Antriebsanordnung des Kurzschließers.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Kurzschließer
nach Fig. 2 entlang der Diagonal-Liniell-II.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Kurzschließers nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist mit 310 ein Gleichrichter bezeichnet, der einen dreiphasigen Wechselstrom (Anschlüsse
311, 312 und 313) in Gleichstrom (Anschlüsse 314 und 315) umformt. Der als Ganzes mit 316 bezeichnete
Kurzschließer besteht aus den festen Kontakten 317, 318 und 319, einer Antriebswicklung 320 und
dem beweglichen Kontaktring 321. Ein Kondensator 322, der mit einem isolierenden Mittel 323 gefüllt
ist, wird durch einen Halbleiter-Gleichrichter 324 geladen gehalten, der seinerseits durch einen Transformator
325 aus einer Wechselstromquelle 326 gespeist wird.
Der Kondensator 322 ist mit der Antriebswicklung 320 über die Funkenstrecke 327 verbunden. Die
Funkenstrecke 327 befindet sich in einem Behälter 328, der mit radioaktivem, ionisiertem Gas gefüllt
ist. Sie besteht aus den Platten 330 und 331 und den Zündelektroden 332, 333 und 334. Die Zündelektroden
332, 333 und 334 werden durch Impulswandler 335, 336 und 337 gespeist, deren Hauptwicklungen mit
338, 339 bzw. 340, Impulswicklungen mit 341, 342 bzw. 343 und Vormagnetisierungswicklungen mit
344, 345 bzw. 346 bezeichnet sind. Die Vormagnetisierungswicklungen werden durch eine Gleichstromquelle
347 gespeist. Ein Ende der Impulswicklungen 341, 342 und 343 und die Platte 330 sind mit Erde
348 verbunden.
Zum Verständnis der Wirkungsweise der Impulswandler, die die Funkenstrecke 327 zünden, muß berücksichtigt
werden, daß die Ströme, die von den Anschlüssen 311, 312 und 313 zum Umformer 310
fließen, Gleichstromimpulse sind, von denen jeder etwa Vs einer Periode dauert. Die Vormagnetisierungswicklungen
344, 345 und 346 sind aus der Quelle 347 derart mit Gleichstrom gespeist, daß die
Vormagnetisierung ebenso gerichtet ist wie die durch
die Hauptwicklungen 338, 339 und 340 verursachte
Magnetisierung. Die Kerne der Impulswandler bestehen aus einem Material mit praktisch rechteckförmiger
Magnetisierungsschleife; unter normalen Bedingungen sind sie unter der gemeinsamen Einwirkung
der Vormagnetisierungswicklungen 345, 346
und 347 und der Hauptwicklungen 338, 339 und 340
stets in positiver Richtung voll gesättigt.
Tritt jedoch infolge einer Rückzündung oder einer anderen Störung ein Rückstrom in einer der Wicklungen
338, 339 oder 340 ein, so erreicht dieser Rückstrom sehr schnell den kleinen Betrag, der durch die
Erregung der Vormagnetisierungswicklungen 344, 345 und 346 bestimmt ist. Wenn die beiden Ströme
gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind, wird der Kern des Impulswandlers entsättigt. Der Fluß
des Kerns ändert sich dann sehr schnell, so daß eine sehr hohe Spannung in der zugehörigen Impulswicklung
341, 342 oder 343 induziert wird. Tritt die Störung beispielsweise in der Phase 311 auf, so besteht
eine in der Wicklung 341 induzierte hohe Spannung zwischen der Elektrode 332 und der Elektrode
330. Diese Spannung erzeugt einen Funken zwischen diesen Elektroden, der unmittelbar auftritt, da die
durch Punkte angedeutete Atmosphäre innerhalb des Behälters 328 mit Hilfe einer radioaktiven Substanz,
wie z. B. Tritium, ionisiert gehalten wird.
Wenn die Funkenstrecke zwischen den Elektroden 332 und 330 zündet, entwickelt sich zwischen den
Elektroden 330 und 331 infolge der hohen Spannung, die zwischen diesen beiden Platten besteht, sofort ein
Lichtbogen, da der Kondensator 322 über den Gleichrichter 324 geladen gehalten ist. Sobald zwischen den
Elektroden 330 und 331 ein Lichtbogen entstanden ist, entlädt sich der Kondensator 322 über seine Zuleitungen
und die Wicklung 320.
Die Induktivität der Zuleitungen der Funkenstrecke und die Streuung der Spule 320 sind sehr niedrig gehalten,
so daß ein extrem hoher Spitzenstrom bei sehr hoher Schwingungsfrequenz entsteht. Dieser
Schwingungsstrom hoher Amplitude in der Spule 320 bewirkt einen ebenfalls sehr hohen Strom im Ring
321, der dadurch mit großer Kraft abgestoßen wird. Der Ring 321 bewegt sich infolgedessen nach oben,
bis seine kegelförmige Außenfläche auf die Elektroden 317, 318 und 319 auftrifft, deren Innenflächen die
gleiche Form haben wie die Außenfläche des Ringes 321. Der Ring preßt sich dann zwischen diese drei
Elektroden, so daß er einen Kurzschluß sehr geringen Widerstandes zwischen den drei Elektroden 317, 318
und 319 herstellt. Dadurch werden die Leitungen 311, 312 und 313 unter sich kurzgeschlossen, so daß
der Umformer 310 geschützt ist. Später können Trennschalter hinter den Anschlüssen 311, 312 und
313 wirksam werden, so daß die kurzgeschlossenen Leiter 311, 312 und 313 vom Netz abgeschaltet
werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des Kurzschließers, der gemäß Fig. 1 verwendet
werden kann und vier Kontakte untereinander kurzschließt. Die Antriebswicklung 320 ist aus
einem bandförmigen Leiter in Spiralform gewickelt und, wie aus Fig. 2 hervorgeht, mit koaxialen Zuleitungen
354 bzw. 355 versehen. Ein bandförmiger Leiter 356 dient zur Verbindung der Zuleitung 354
mit einem Ende der Spule 320.
Die Spule 320 ist von zwei Bändern 352 und 353
aus rostfreiem Stahl umgeben, die zwei geschlitzte Ringe bilden. Die Schlitze sind erforderlich, um
Kurzschlußströme in diesen Bändern zu verhindern.
Die Bänder 352 und 353 können aus kaltgerolltem, federgehärtetem, rostfreiem Stahl bestehen, der eine
Leitfähigkeit von 2,5% von Standard-Kupfer und eine Streckgrenze von 12 500 kg/cm2 aufweist. Dieses
Material ist praktisch unmagnetisch, da es eine Permeabilität von 2,7 Gauß/Oersted und eine Koerzitivkraft
von 200 Oersted aufweist. Die Bänder 352 und 353 sind zusammen mit der Wicklung 320 in
einem Gießharzkörper 350 vergossen; sie haben die
ίο Aufgabe, die Festigkeit der Anordnung zu erhöhen.
Das Gießharz kann ein Epoxy-Harz nach Art des unter dem Handelsnamen »Araldit« erhältlichen
Harzes sein; es kann, falls erwünscht, mit einem Füllstoff, wie z. B. Glasfasern, gemischt sein. Das
aus Gießharz bestehende Teil 350 ist an seiner Oberseite mit einem Zapfen 351 versehen, der innerhalb
des beweglichen Kontaktstückes 321 liegt und zur Führung dieses Kontaktstückes dient. Die Ringe
352 und 353, die in das Teil 350 eingelassen sind, haben die Aufgabe, die Explosion des Teils 350 unter
der Wirkung der Kräfte, die in der Spule 320 auftreten, zu verhüten.
Der bewegliche Ring 321 kann mit den Leitern 357, 358, 361 und 363 der Fig. 2 und 3 in Kontakt
treten; diese Leiter haben kegelförmige Innenflächen, die zu der Außenfläche des Teil 321 passen. Die festen
Kontaktstücke 357, 358, 361 und 363 sind mit Verbindungsstücken 359, 360, 362 und 364, diese ihrerseits
mit Stromschienen 365, 366, 367, 368 bzw. 369 verschraubt. Im einzelnen sind gemäß den Fig. 2
und 3 die festen Kontakte und die Verbindungsstücke mit Hilfe von Schrauben 371 verschraubt. Die Verschraubung
des Verbindungsstückes 351 mit der Stromschiene 365, des Verbindungsstückes 360 mit
der Stromschiene 367, des Verbindungsstückes 362 mit den Stromschienen 368 und 369 und des Verbindungsstückes
364 mit der Stromschiene 366 erfolgt mit Hilfe der Schrauben 370.
Der Gußkörper 350 ist mit den Verbindungsstücken 359, 360, 362 und 364 durch Schrauben 372 verbunden.
Die in Fig. 3 dargestellten Schrauben 373 verbinden die Teile 359, 360, 362 und 364 mit dem
Isolierstück 374, das den Rückstellmechanismus für den Kurzschließer trägt.
Die kreisförmige, isolierende Platte 374 weist einen Stahleinsatz 377 auf, mit dem sie durch
Schrauben 375 verbunden ist. Der Stahleinsatz 377 hat ein inneres Gewinde, das mit dem Teil 376 zusammenwirkt.
Das Teil 376 besteht aus einer kräftigen Schraube und einem Zahnrad; es hat die Aufgabe,
das Teil 321 zurückzudrücken, nachdem es sich infolge Erregung der Spule 320 zwischen die Kontaktstücke
357, 358, 361 und 363 gepreßt hat. Diese Rückstellung kann mit Hilfe der Schnecke 378 erfolgen,
die mit dem Motor 379 verbunden ist. Der Motor 379 ist an einem Halter 380 befestigt.
Die Anordnung nach den Fig. 2 und 3 stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar; der
Kurzschließer könnte auch mit zwei, drei oder fünf Kontakten ausgeführt sein, und die Rückstellung
könnte auch durch Preßluft, Drucköl oder einen kräftigen Elektromagneten erfolgen.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem die Antriebswicklung 381 die Form eines Kegelstumpfes
hat. Der Kontaktring 382 liegt innerhalb und oberhalb der Antriebs wicklung. Der Ring 382
gleitet frei auf dem Zylinder 383, der einen Teil des Gußstückes 386 bildet. Das Gußstück enthält außerdem
die Ringe 384 und 385 aus rostfreiem Stahl, die die Spule 381 umfassen. Die Spule 381 ist mit Hilfe
bandförmiger Leiter 389 und 390 mit den koaxialen Zuleitungen 387 und 388 verbunden. Der Gußblock
386 ruht auf den Zuleitungen 393 und 394, die ihrerseits die festen Kontaktstücke 391 und 392 tragen.
Auf diesen festen Kontaktstücken liegt der isolierende
Ring 395, der seinerseits den Stahlring 397 trägt. Der Stahlring 397 besitzt ein Innengewinde, in das die
Rückstellschraube 396 eingreift.
Die Anordnung nach Fig. 4 wirkt in der gleichen Weise wie die nach den Fig. 2 und 3. Wenn ein (nicht
dargestellter) Kondensator sich über eine (ebenfalls nicht dargestellte) Schalteinrichtung, wie z. B. eine
ionisierte Funkenstrecke, entlädt, fließt ein hoher hoher Strom von der Zuleitung 388 über den Streifen
390 und die Spule 3Sl zurück über den Streifen 389 und den äußeren Leiter 387 zum Kondensator. Der
Gußblock 386 umgibt sämtliche Teile, die unter Spannung stehen; er stellt eine wirksame Isolierung gegen
Durchschläge dar. Der hochfrequente Wechselstrom induziert im Ring 382 eine extrem hohen Wechsel- ao
strom. Die abstoßende Kraft zwischen den beiden entgegengesetzten Strömen in den Spulen 381 bzw.
382 treibt den Ring 382 nach oben, wobei der Ring auf dem Zylinder 383 gleitet, bis er die festen Kontaktstücke
391 und 392 erreicht. Der Ring 382 preßt sich dann mit seiner kegelförmigen Außenfläche zwischen
die entsprechenden Innenflächen der Kontaktstücke 391 und 392. Nach Beendigung des Schaltvorganges
kann das Gerät mit Hilfe der Schraube 396 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgebracht
werden. Die Kopplung der Wicklungen 381 und 382 und damit der Wirkungsgrad des Systems
kann durch Verwendung eines Teiles aus Ferrit erhöht werden. So kann z. B. bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 der Zapfen 351 aus einem Ferritmaterial bestehen, ebenso bei der Anordnung nach Fig. 4 der
Zapfen 383.
Claims (16)
1. Kurzschließer zum Schutz elektrischer Geräte, insbesondere von Umformern, mit einem beweglichen
und mehreren festen Kontaktstücken, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück
(321) als in sich geschlossener elektrisch leitender, in Richtung seiner Achse frei beweglicher
Kreisring mit konischer Kontaktfläche ausgebildet ist, daß die festen Kontaktstücke (357,
358) symmetrisch zur Achse des Ringes angeordnet sind und Kontaktflächen aufweisen, die
Teile einer konischen, zur Kontaktfläche des Ringes passenden Fläche bilden, und daß koaxial
und in enger induktiver Kopplung mit dem beweglichen Ring eine feststehende Antriebswicklung
(320) vorgesehen ist, die beim Auftreten einer Störung des zu schützenden Gerätes durch
einen Stromimpuls derart erregt wird, daß sie den Ring in an sich bekannter Weise elektrodynamisch
abstößt (Fig. 2).
2. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch ge- 6α
kennzeichnet, daß die Antriebswicklung (32Q) aus einem bandförmigen Leiter in Form einer
Spirale gewickelt ist (Fig. 2).
3. Kurzschließer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (320) und die ihr
zugewandte Fläche des Ringes (321) eben sind (Fig. 2).
4. Kurzschließer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (381) in Form eines
Hohlkegelstumpfes gewickelt ist und daß die ihr zugewandte Fläche des Ringes (382) eine entsprechende,
konvexe Kegelform aufweist (Fig. 4).
5. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswicklung (320) in
einen Gießharzblock (350) eingebettet ist (Fig. 2).
6. Kurzschließer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswicklung innerhalb
des Gießharzblockes von mindestens einem an einer Stelle unterbrochenen Stahlring (352, 353)
umgeben ist (Fig. 2 und 3).
7. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Ringes (321)
ein zentraler, zylinderförmiger Körper (351) vorgesehen ist (Fig. 2).
8. Kurzschließer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (351)
•einen Teil des Gießharzblockes (350) bildet (Fig. 2).
_" 9. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswicklung (320) und der Ring (321) einen gemeinsamen Ferritkern
aufweisen.
10. Kurzschließer nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern
gleichzeitig als Führungszylinder ausgebildet ist.
11. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswicklung (321)
über eine normalerweise offene Schaltvorrichtung (327), die auf eine Störung des zu schützenden
Gerätes durch Schließen anspricht, an einen stets geladen gehaltenen Kondensator (322) angeschlossen
ist (Fig. 1).
12. Kurzschließer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung des Kondensators
(322) durch Zündung einer Drei-Elektroden-Funkenstrecke (327) ausgelöst wird (Fig. 1).
13. Kurzschließer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung des Kondensators
(322) in Form einer Schwingung hoher Frequenz erfolgt.
14. Kurzschließer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Funkenstrecke (327)
in einer durch eine beigefügte radioaktive Substanz ionisierten Atmosphäre befindet.
15. Kurzschließer nach Anspruch 12 zum Schutz von Gleichrichteranlagen, dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Anodenleitung des Gleichrichters ein Sättigungswandler (335, 336, 337) angeordnet
ist, der beim Auftreten eines Überstromes in der Leitung einen zur Zündung der Funkenstrecke
(327) benutzten sekundären Spannungsimpuls erzeugt.
16. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen zur Antriebswicklung als koaxiale Rohrleiter (354, 355) ausgebildet
sind (Fig. 2).
In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 97 334;
schweizerische Patentschrift Nr. 227 246.
Österreichische Patentschrift Nr. 97 334;
schweizerische Patentschrift Nr. 227 246.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
009 52T/239 5.
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---|---|---|---|
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Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3172010A (en) * | 1956-01-10 | 1965-03-02 | Ite Circuit Breaker Ltd | High speed contacting device |
US3128361A (en) * | 1959-02-17 | 1964-04-07 | Siemens Ag | High current switch arrangement for quick break |
NL281349A (de) * | 1961-10-02 | |||
US3315056A (en) * | 1964-09-10 | 1967-04-18 | Fuji Electric Co Ltd | Gas blast circuit breaker with electromagnetic contact actuating means |
US3558907A (en) * | 1969-01-22 | 1971-01-26 | Ite Imperial Corp | Impulse coil system for transmitting shock wave through stationary rod |
US4054933A (en) * | 1975-12-18 | 1977-10-18 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Saturating time-delay transformer for overcurrent protection |
US4130850A (en) * | 1977-01-12 | 1978-12-19 | Gould Inc. | High speed fault diverter switch for gas-insulated systems |
US4346421A (en) * | 1979-07-02 | 1982-08-24 | Sangamo Weston, Inc. | Fault detector |
DE4404074A1 (de) * | 1994-02-09 | 1995-08-10 | Kloeckner Moeller Gmbh | Störlichtbogen-Schutzvorrichtung, insbesondere für Niederspannungs-Schaltanlagen zur Verteilung elektrischer Energie |
US6377427B1 (en) | 1995-03-13 | 2002-04-23 | Square D Company | Arc fault protected electrical receptacle |
US6532424B1 (en) | 1995-03-13 | 2003-03-11 | Square D Company | Electrical fault detection circuit with dual-mode power supply |
US5933308A (en) * | 1997-11-19 | 1999-08-03 | Square D Company | Arcing fault protection system for a switchgear enclosure |
EP1034591A4 (de) * | 1997-11-19 | 2004-03-10 | Square D Co | Lichtbogenfehlerschutz für eine schaltanlage |
US6477021B1 (en) | 1998-02-19 | 2002-11-05 | Square D Company | Blocking/inhibiting operation in an arc fault detection system |
US6621669B1 (en) | 1998-02-19 | 2003-09-16 | Square D Company | Arc fault receptacle with a feed-through connection |
SE9901627D0 (sv) * | 1999-05-03 | 1999-05-03 | Asea Brown Boveri | Elkopplare |
JP2003274525A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Hitachi Ltd | ガス絶縁開閉装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT97334B (de) * | 1922-09-09 | 1924-06-25 | Siemens Schuckertwerke Wien | Elektrisches Relais zur Abschaltung von Kurzschlußströmen. |
CH227246A (de) * | 1939-09-28 | 1943-05-31 | Hermes Patentverwertungs Gmbh | Einrichtung zur Schnellauslösung elektrischer Schalteinrichtungen. |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US363186A (en) * | 1887-05-17 | Alternating-current motor device | ||
US370573A (en) * | 1887-09-27 | Regulating device for alternate-current circuits | ||
US1230681A (en) * | 1910-12-15 | 1917-06-19 | Gen Electric | Protection of transmission systems. |
US1208499A (en) * | 1912-05-13 | 1916-12-12 | Gen Electric | Means for protecting electric systems. |
DE381045C (de) * | 1919-09-10 | 1923-09-15 | Bergmann Elek Citaets Werke Ak | Einrichtung zur oertlichen Begrenzung des Stoerungsgebietes in Leitungsnetzen in Abhaengigkeit vom Spannungsrueckgange |
US1560803A (en) * | 1924-09-06 | 1925-11-10 | Western Electric Co | Relay |
US1711285A (en) * | 1926-10-14 | 1929-04-30 | Asea Ab | Induction-type relay |
US1980736A (en) * | 1928-04-19 | 1934-11-13 | Electric Controller & Mfg Co | Electroresponsive device and apparatus |
US1810306A (en) * | 1928-04-19 | 1931-06-16 | Electric Controller & Mfg Co | Electroresponsive device |
US2053445A (en) * | 1933-06-29 | 1936-09-08 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Electrical control system |
US1996606A (en) * | 1934-02-17 | 1935-04-02 | Gen Electric | Repulsion relay |
US2127887A (en) * | 1934-10-31 | 1938-08-23 | Arthur D Knox | Telltale signal light |
-
1956
- 1956-01-10 US US558348A patent/US2971130A/en not_active Expired - Lifetime
-
1957
- 1957-01-09 DE DEJ12675A patent/DE1082336B/de active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT97334B (de) * | 1922-09-09 | 1924-06-25 | Siemens Schuckertwerke Wien | Elektrisches Relais zur Abschaltung von Kurzschlußströmen. |
CH227246A (de) * | 1939-09-28 | 1943-05-31 | Hermes Patentverwertungs Gmbh | Einrichtung zur Schnellauslösung elektrischer Schalteinrichtungen. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US2971130A (en) | 1961-02-07 |
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