DE1141012B

DE1141012B - Schutzeinrichtung in Stromversorgungs- und Verteilungsanlagen

Info

Publication number: DE1141012B
Application number: DEL31581A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hillebrand; Dipl-Ing Alexander Reiss
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-10-28
Filing date: 1958-10-28
Publication date: 1962-12-13

Description

Schutzeinrichtung in Stromversorgungs-und Verteilungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung in Stromversorgungs- und Verteilungsanlagen mit parallelen Abgängen und gegebenenfalls parallelen Einspeisungen und in den Abgängen und der Einspeisungen) liegenden Leistungsschaltern.
Bei solchen Anlagen sind in den einzelnen Netzteilen elektrische Kupplungsglieder enthalten, die der Abtrennung einzelner Netzteile dienen. Solche als Trenner bezeichnete Kupplungsglieder ermöglichen eine willkürliche Auftrennung. Es gibt auch sogenannte Sicherungstrennschalter. Mit solchen Sicherungstrennschaltern läßt sich eine von den Leistungsschaltern unabhängige und selbsttätige strombegrenzende Auftrennung erzielen. Ist diese aber einmal erfolgt, so ist der Sicherungstrennschalter nicht mehr arbeitsfähig. Die Sicherungen müssen ersetzt werden. Dasselbe ist der Fall, wenn Netzteile mittels eines sogenannten Sprengtrenners miteinander gekuppelt sind. Letzterer ist auch nicht zur willkürlichen Trennung zu verwenden.
Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden durch die Erfindung beseitigt, indem erfindungsgemäß in Stromversorgungs- und Verteilungsanlagen mit parallelen Einspeisungen und in den Abgängen und der Einspeisung(en) liegenden Leistungsschaltern zwischen Einspeisung und Abgang noch ein sich bei überstrom allein unter der elektrodynamischen Wirkung des Stromes öffnender, strombegrenzender Ausschalter als Kupplungsglied vorgesehen ist.
Man erhält auf diese Weise als Kupplungsglied einen Schalter, der willkürlich geschlossen und geöffnet werden kann, und zugleich einen selbsttätig strombegrenzend öffnenden Schalter, der nicht nur einmalig, sondern wiederholt funktionsfähig ist und nach erfolgter Abschaltung sofort wieder einschaltbereit ist und ohne störende, stromlose Pause wieder eingeschaltet werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Darin geben Fig. 1 und 2 elektrische Anlagen wieder, deren Hauptschiene A bei a1 bzw. a2, n3 eingespeist wird. Im Falle eines Kurzschlusses bei Einer der angeschlossenen Abzweige ist durch ein Kupplungsglied Tr entweder der einspeisende Transformator von dem Kurzschluß oder der intakte Teil der Anlage von dem defekten Teil abgetrennt.
Das in Fig.3 dargestellte Kupplungsglied übernimmt im Kurzschlußfall durch die in Fig.4 dargestellte strombegrenzende Wirkung den Schutz der Anlage. Die Wirksamkeit der Strombegrenzung kann nach Fig.4 so bemessen werden, daß jeder Nennstromgröße des Schaltorgans ein technisch erforderlicher Wert des begrenzten Kurzschlußstromes JD zu- geordnet wird, dessen Größe in gewissen Grenzen durch Einstellung des Kontaktdruckes der Feder 7 verändert und geeicht werden kann. So werden z. B. zweckmäßig folgende Größen eingestellt:

J" = 100 A - JD " 10 kA

J" = 200 A - JD , 20 kA

J" = 500 A - JD 30 kA

J" = 1000 A - JD .-4 40 kA

J" = 2000 A - JD .-; 50 kA

Mit J, ist der Kurzschlußstrom bezeichnet, der bei nicht strombegrenzender Wirkung auftreten würde.
In Fig. 3 sind die mit 1 und 2 gekennzeichneten Schienen Teile der elektrischen Anlage. Sie werden elektrisch durch das feste Schaltstück 3, das bewegliche Schaltstück 4, das Flexband 5 und das Zwischenstück 6 miteinander verbunden. Der Strom ist in einer Schleife über die Kontakte des Schalters geführt. Der zur Nennstromführung erforderliche Kontaktdruck P1 wird über das bewegliche Schaltstück 4 durch die Kippspannfeder 7 erzeugt. Im Kurzschlußfall fließt der Kurzschlußstrom auf dem eingezeichneten Weg über eine aus den Schaltstücken 3 und 4 gebildete enge Schleife, in der eine elektrodynamische Kraft P., wirkt, die das bewegliche Schaltstück 4 in die gestrichelt gezeichnete Lage unter Mitnahme der Feder 7 schleudert. Dabei kehrt sich das wirksame Federdrehmoment der Feder 7 um und ergibt eine stabile Öffnungslage. Die beim Ausschaltvorgang besonders ab dem Umkehrpunkt des Momentes der Feder frei werdenden Kräfte, die einmal vorhanden sind in dem in Bewegung befindlichen Schaltstück 4 in Form von kinetischer Energie und zum anderen in dem nunmehr umgekehrt wirkenden Federmoment, können dabei in einem beispielsweise als verklinkter Federkraftspeicher oder Massependel ausgebildeten Energiespeicher 11 zur erneuten Wiedereinschaltung ausgenutzt werden. Auf diese Weise läßt sich auch ein zeitlich selbsttätig gesteuertes oder willkürlich gesteuertes Einschalten erreichen. Die Isolierteile 8 und 9 können beispielsweise als äußeres Gehäuse für den Lichtbogenraum ausgebildet werden. Die Löschbleche 10 dienen zum schnellen Löschen des Lichtbogens. Schaltorgane dieser Art erhalten vorteilhafterweise eine Kontaktauflage mit möglichst geringer Schweißneigung, um auch solche Stromgrößen beherrschen zu können, die nicht eine vollständige öffnung der Schaltstücke zur Folge haben, sondern nur den Kontaktdruck vermindern.
Die Ein- und Ausschaltung von Hand kann in nicht dargestellter Weise mit Hilfe eines Handhebels, eventuell unter Ausnutzung der Energiespeicherglieder 11, erfolgen.
Ein solches Kupplungsglied kann aus einer Grundform für beliebige Nennstromstärken und technisch einwandfrei zu beherrschende Kurzschlußströme bestehen, d. h., der Querschnitt der den Stromtransport bewirkenden Teile kann immer derselbe sein, wenn - was für die Erhöhung der Belastbarkeit elektrischer Geräte an sich bekannt ist - für eine Kühlung der elektrisch aktiven Teile, das sind die Leitungsstücke, Kontaktstellen und Kontakte, gesorgt ist. So kann für eine schnelle Wärmeabfuhr z. B. durch Kühlrippen gesorgt sein. Es kann die Ausführung des Schalters auch so getroffen sein, daß der Schalter der Wirkung eines Kühlmittels unterliegt, indem die Leiter als Hohlleiter ausgeführt sind, die von einem Kühlmittel durchflossen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schutzeinrichtung in Stromversorgungs- und Verteilungsanlagen mit parallelen Abgängen und gegebenenfalls parallelen Einspeisungen und in den Abgängen und der Einspeisung(en) liegenden Leistungsschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Einspeisung und Abgang noch ein sich bei Überstrom allein unter der elektrodynamischen Wirkung des Stromes öffnender, strombegrenzender Ausschalter als Kupplungsglied vorgesehen ist.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied einem auf der Einspeisungsseite liegenden Leistungsschalter zugeordnet ist.
3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei paralleler Einspeisung ein Kupplungsglied zwischen den Einspeisungsstellen angeordnet ist.
4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (4) über einen von Hand, d. h. willkürlich freizugebenden Energiespeicher in Ein- oder Ausschaltrichtung verstellbar ist.
5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Kontaktöffnung aufzuladender Energiespeicher zur willkürlichen oder selbsttätigen Wiedereinschaltung dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 714 837; schweizerische Patentschrift Nr. 109 564; französische Patentschrift Nr. 581621; USA.-Patentschrift Nr. 2 037 570.