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Metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage Sicherungen besitzen im
allgemeinen eine Anzeigevorrichtung, die das Ansprechen der Sicherung erkennen läßt.
Bei Hochspannungssicherungen ist zu diesem Zweck üblicherweise ein beweglicher Stößel
vorgesehen, der unter der Wirkung einer Feder steht. Der Stößel wird entgegen der
Federkraft festgehalten, solange der Schmelzleiter der Sicherung einwandfrei ist.
Beim Verdampfen des Schmelzleiters wird die Feder freigegeben. Sie bewegt den Stößel
nach außen. Die Veränderung der Lage des Stößels ist das Zeichen dafür, daß die
Sicherung angesprochen hat.
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Ziel der Erfindung ist es, solche .Sicherungen unter Beibehaltung
einer Anzeige für das Ansprechen in metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen
zu verwenden, deren Hochspannung führende Teile mit einer Umhüllung aus verfestigtem
Isoliermaterial, insbesondere aus Gießharz, umgeben sind, auf der die Metallkapselung
sitzt. Bei solchen Anlagen sind Hohlräume im Inneren der Kapselung, z. B. die Fugen
zwischen aneinandergrenzenden Geräten, mit einer Isolierflüssigkeit zur Vergrößerung
der elektrischen Festigkeit gefüllt.
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Erfindungsgemäß ist eine Sicherung mit einem beweglichen Stößel, der
das Ansprechen der Sicherung anzeigt, innerhalb der Kapselung in Isolierflüssigkeit
angeordnet, und die Bewegung des Stößels wird mit Hilfe der Isolierflüssigkeit außerhalb
der Kapselung angezeigt. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil keine mechanischen Glieder
benötigt werden, die anfällig und für die kleinen zur Verfügung stehenden Kräfte
wenig geeignet sind. Außerdem ist die Erfindung in bezug auf die elektrische Festigkeit
günstig, weil keine Lufträume mit einer geringen elektrischen Festigkeit zu befürchten
sind.
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Die Bewegung des Stößels kann bei der Erfindung in der Weise angezeigt
werden, daß durch sie eine Strömung der Isolierflüssigkeit verursacht und die von
der Strömung an einem Strömungswiderstand außerhalb der Kapselung erzeugte Druckdifferenz
erfaßt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß durch die Bewegung des Stößels
der Flüssigkeitsstand der Isolierflüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter außerhalb
der Kapselung verändert wird. Diese Änderung kann leicht mit Hilfe eines Schwimmerschalters
erfaßt werden.
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Um eine Strömung der Isolierflüssigkeit zu erhalten, kann durch die
Bewegung des Stößels Flüssigkeit mit Hilfe einer Membran in ein Gefäß außerhalb
der Kapselung gedrückt werden. Die hierbei zur Verfügung stehende Energie ist aber
durch die Feder begrenzt, mit der der Stößel nach außen gedrückt wird. Deshalb wird
es in vielen Fällen vorteilhafter sein, den von .der Isolierflüssigkeit auszufüllenden
Raum innerhalb der Kapselung durch die Bewegung des Stößels zu vergrößern, so daß
Isolierflüssigkeit von einem außerhalb der Kapselung gelegenen Behälter in das Innere
der Kapselung fließt. Hierbei kann man mit sehr kleinen Kräften des Stößels auskommen,
wenn im Inneren der Kapsel ein evakuiertes Gefäß angeordnet ist, das durch die Anzeigebewegungdes
Stößels geöffnet wird. Das Gefäß besteht bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung aus Glas: Für diesen Fall sind nur ganz geringe Stoßkräfte zum öffnen
des Gefäßes erforderlich.
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Es ist zweckmäßig, das Gefäß in einer leitenden Abschirmung anzuordnen.
Hierdurch werden elektrische Entladungen im Inneren des Gefäßes, das nur eine verhältnismäßig
kleine elektrische Festigkeit aufweist, vermieden. Außerdem kann die leitende Abschirmung
dazu dienen, die Bruchstücke des Gefäßes aufzufangen, wenn das Gefäß bei der Anzeigebewegung
des Stößels zerstört wird.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 3 der
Zeichnung vier Ausführungsbeispiele etwas vereinfacht dargestellt. Für übereinstimmende
Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Bei dem dargestellten Teilstück einer metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage
handelt es sich um eine im wesentlichen rotationssymmetrische Anordnung, die aus
zwei ineinandergeschachtelten Teilen 1 und 2 besteht. Im Oberteil 1 sind die Hochspannung
führenden Teile, der Anschlußbolzen 4, das Kuppelkontaktstück 5 und die obere Metallkappe
6 der Sicherung 7 mit dem Anzeigestößel 8 koaxial zueinander
angeordnet.
Sie sind von einer konzentrischen Gießharzumhüllung 9 umgeben. Auf der Gießharzumhüllung
sitzt eine geerdete Metallkapselung 10.
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Teil 2 ist ein Gießharzgefäß 12 mit einer geerdeten
Metallkapselung 13. Es ragt in eine ringförmige Ausnehmung 14 des
Oberteiles 1. Hierdurch wird im Inneren der Metallkapselung ein Hohlraum
15 begrenzt, der mit Isolieröl gefüllt ist.
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Auf der Metallkappe 6 der Sicherung 7 sitzt ein Metallrohr
16 mit Bohrungen 17. Das Metallrohr vermittelt den Stromübergang von
der Metallkappe 6 zu einem Anschlußstück 20, das in das Kuppelkontaktstück
5 eingreift. Im Inneren des Rohres 16 ist ein evakuiertes Glasgefäß 22 angeordnet.
Das Gefäß wird durch eine Druckfeder 23 gegen das Anschlußstück
20 gedrückt.
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Am höchsten Punkt des Hohlraumes 15 ist ein schräg nach oben
verlaufender Kanal 25 angeschlossen. Der Kanal führt in ein Ölgefäß 26 außerhalb
der Kapselung 10. Der ölstand 27 in dem Gefäß 26 ist im Normalbetrieb so hoch, daß
der Schwimmerschalter 28 geöffnet ist. Das Quecksilber 30 des Schwimmerschalters
liegt neben den Kontakten 34 und 35 und bildet mithin keine Verbindung der Kontakte.
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Wenn die Sicherung bei der dargestellten Anordnung anspricht, wird
der Stößel 8 unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder im Inneren
der Sicherung 7 nach oben geschleudert. Er zerbricht das Glasgefäß 22. Da
das Glasgefäß evakuiert ist, entsteht im Hohlraum 15 in der Kapselung ein
freier Raum. In diesen Raum strömt Öl aus dem Behälter 26 nach. Dadurch sinkt der
Flüssigkeitsspiegel 27. Die Kontakte 34, 35 des Schwimmerschalters
28 werden durch das Quecksilber 30 verbunden, so daß ein nicht dargestellter
Relaiskreis außerhalb der Kapselung geschlossen wird, der das Ansprechen der Sicherung
7 anzeigt.
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In der F i g. 1 ist gestrichelt eine zweite Ausführungsform angedeutet.
Bei dieser Ausführungsform wird an Stelle des Schwimmerschalters 28 ein Druckschalter
36 verwendet. Der Kanal 25 weist hierbei an seinem oberen Ende außerhalb der Kapselung
10 eine Drosselstelle 37 als Strömungswiderstand auf. An der Drosselstelle
ist der Druckschalter 36 derart angeschlossen, daß er den bei einer Strömung auftretenden
Druckabfall erfaßt. Die Strömung kommt beim Ansprechen der Sicherung 7 wie bei dem
vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch zustande, daß das Glasgefäß 22
zerschlagen wird, so daß Öl aus dem Behälter 26 in den Hohlraum 15 im Inneren der
Kapselung nachströmt. Mithin zeigt auch der Druckschalter das Ansprechen der Sicherung
außerhalb der Kapselung an.
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Das Innere des Glasgefäßes besitzt zwar nur eine verhältnismäßig geringe
elektrische Festigkeit, da es ein verdünntes Gas enthält. Dies ist aber deshalb
unbedenklich, weil das Metallrohr 16 eine elektrische Abschirmung bildet. Zugleich
fängt das Metallrohr die Teile des Glasgefäßes auf, wenn das Gefäß zerschlagen wird.
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Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an Stelle
des Glasgefäßes 22 ein luftgefüllter Faltenbalg 40 vorgesehen. Der Faltenbalg
wird beim Ansprechen der Sicherung 7 durch den Stößel 8 zusammengedrückt.
Dadurch wird ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen im Inneren der
Kapselung 10 ein Raum freigegeben, in den Öl aus dem Behälter 26 nachströmt.
Die Kontakte 34 und 35 des Schwimmerschalters 28 werden geschlossen, so daß
das Ansprechen der Sicherung angezeigt wird.
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In F i g. 3 ist der Anschlußbolzen 4 gegenüber den vorher beschriebenen
Ausführungsbeispielen mit einem größeren Durchmesser ausgeführt. Er schließt einen
Raum 41 ein, in dem ein Faltenbalg 42 angeordnet ist. Das Innere des Faltenbalges
ist von dem Hohlraum 15 getrennt. Es steht über einen Kanal 43 mit einem Ölbehälter
44 außerhalb der Kapselung in Verbindung. In diesem ist ein Schwimmerschalter
46
angeordnet, dessen Kontakte 47 und 48 normalerweise nicht
durch das Quecksilber 49 miteinander verbunden sind.
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Spricht die Sicherung 7 an, so drückt der Stößel
8
den Balg 42 zusammen und treibt damit das Öl aus dem Balg in den
Behälter 44. Der Flüssigkeitsspiegel im Behälter steigt. Der Schwimmerschalter
46 schließt mit dem Quecksilber 49 die Kontakte 47 und 48. Der ölfreie Raum,
der sich dabei im Raum 41 des Anschlußbolzens 4 ergibt, ist für die elektrische
Festigkeit unbedenklich, da er durch das Metall des Anschlußbolzens vollständig
elektrisch abgeschirmt ist.
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Mit 50 ist eine Entlüftungsbohrung bezeichnet, die außerhalb der Kapselung
10 mit einer Schraube 51 verschlossen ist. Sie ist zu dem Zweck vorgesehen, Luftblasen
im Faltenbalg 42 zu vermeiden, damit die Bewegung des Stößels 8 mit Sicherheit den
Ölspiegel im Behälter 44 anhebt.
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Bei den Ausführungsbeispielen wird das Ansprechen der Sicherung von
Relaiskreisen außerhalb der Kapselung angezeigt. Diese Kreise können z. B. bekannte
Fallklappenrelais enthalten. Die Anzeige kann aber auch durch die unterschiedliche
Stellung einfacher Schwimmer od. dgl. erfolgen, wenn eine elektrische Meldung, die
für eine Weiterleitung zu einer entfernt liegenden Warte besonders geeignet ist,
nicht in Frage kommt.