DE1301853B - Hochleistungssicherung - Google Patents

Description

• In vielen elektrischen Anlagen, insbesondere in Halbleiter-Gleichrichteranlagen, sind Schmelzsicherungen erforderlich, die in den Stromkreis, beispielsweise in Reihe mit einem Halbleiter-Gleichrichterelement eingeschaltet werden. Es sind solche Sicherungen bekannt, bei denen ein Keramikkörper einen Hohlraum bildet, innerhalb dessen die eigentlichen Schmelzstreifen enthalten sind, und der an beiden Stirnseiten mit einer leitenden kappenartigen Abschlußkontaktarmatur versehen ist, an die die Schmelzstreifen angeschlossen sind. Für die Herstellung der Anschlußverbindungen sind diese Kappen meist mit messerartigen Ansätzen oder aber mit Anschlußflanschen nach Art von Kabelschuhen versehen.
• Des weiteren ist bereits eine Hochspannungssicherung beschrieben worden, bei der der Sicherungsdraht innerhalb eines Rohres enthalten ist und durch in diesem angeordnete Scheiben hindurchgeführt ist. Der Abschluß des Rohres ist durch Kappen gebildet, an die Gewindestutzen angesetzt sind, die für den Anschluß der Sicherungen an irgendwelchen anderen Teilen bestimmt sind.
• Des weiteren ist eine Sicherung beschrieben worden, bei der innerhalb eines Rohrkörpers ein zweiter Rohrkörper enthalten ist, der seinerseits die eigentliche Sicherung darstellt und in dem ein Sicherungsdraht angeordnet ist, der von einer Schraubenfeder auf Zug beansprucht wird. Der Anschluß an den Sicherungsdraht erfolgt auf der einen Seite über diese Schraubenfeder, auf der anderen Seite über eine in das äußere Rohr eingeschraubte Zwischenkappe, an die sich wieder eine weitere Kappe anschließt, die ihrerseits wieder einen Hohlzapfen trägt, der für den äußeren Anschluß bestimmt ist.
• Bei diesen bekannten Sicherungen sind für die Herstellung der Anschlußverbindungen ebenfalls Anschlußflanschen nach Art von Kabelschuhen notwendig.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochleistungssicherung, insbesondere für Schaltanlagen, bestehend aus einem Isolierkörper, insbesondere aus Glas oder Keramik, in dessen Inneren die Schmelzleiter geführt sind, mit je einer Abschlußkontaktarmatur an den beiden Stirnseiten.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen besonders einfachen und vorteilhaften Anschluß solcher Hochleistungssicherungen an den zu schützenden Stromkreis zu ermöglichen.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußkontaktarmatur als mittels eines Schraubenschlüssels erfaßbarer Verbindungskörper ausgebildet ist, der an den Enden des Isolierkörpers verankert ist und eine mit einem Gewinde versehene zentrale Bohrung aufweist.
• In vielen Fällen sind derartige Sicherungen zwischen irgendeinem Element, wie einem Gleichrichter, und einer Sammelschiene einzuschalten. In diesen Fällen besteht die Möglichkeit, die eine Abschlußkontaktarmatur der Sicherung unmittelbar mit Hilfe von eingesetzten Schrauben, die die Stromschiene in entsprechenden Löchern durchsetzen, an der Sammelschiene festzuschrauben. Eine derartige Anordnung ergibt sowohl eine wesentliche Raumersparnis als auch den weiteren Vorteil, daß wenigstens eine Zwischenkontaktstelle und der mit einer solchen verbundene Spannungsabfall (Verlust) wegfällt.
• Ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Sicherung ist in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist ein Keramikzylinder bezeichnet, an dessen Hohlraum in bekannter Weise die Schmelzleiter einer Sicherung (nicht gezeichnet) enthalten sind. Mit 2 und 3 sind Abschlußkontaktarmaturen bezeichnet, die zu beiden Seiten der Sicherung angeordnet sind, an die die Schmelzleiter angeschlossen sind. Diese Abschlußkontaktarmaturen sind mit Hilfe von Schrauben 4 an den Stirnseiten des Keramikzylinders angeschraubt. In der Mitte enthalten die Abschlußkontaktarmaturen eine Gewindebohrung 5; in die eine Schraube 6 eingeschraubt ist. Mit Hilfe der Schraube ist es möglich, den Anschluß an die Sicherung, beispielsweise mit Hilfe von an den Enden der Zuführungsleiter angeordneten Kabelschuhen oder aber unmittelbar mit durchgehend stromleitenden Bändern (Stromschienen) herzustellen.
• In F i g. 2 ist eine Stirnansicht einer solchen Sicherung gezeigt. Wie hierbei ersichtlich ist, sind zu beiden Seiten des Keramikzylinders anschließend an die Abschlußkontaktarmaturen 2 und 3 noch Blechprofile, z. B. Blechstreifen 7 angesetzt, die für die Wärmeabfuhr dienen.
• Ein Anwendungsbeispiel derartiger Sicherungen in einer Gleichrichteranlage mit Gleichrichtern auf Halbleiterbasis, wie beispielsweise Silizium, ist in F i g. 3 der Zeichnung dargestellt. Mit 8 ist hierbei eine Stromschiene bezeichnet, die beispielsweise eine Phasenleitung des gleichzurichtenden Wechselstromsystems darstellt. 9 stellt einen Kühlkörper dar, der Siliziumgleichrichter 10 trägt. Der Kühlkörper 9 ist hierbei unmittelbar mit der zugehörigen Gleichstromsammelschiene 11 verbunden. 12 stellt die Sicherung dar, die unmittelbar an die Stromschiene 8 angeschraubt ist, während auf ihrer anderen Seite der von dem Gleichrichter wegführende Anschlußleiter 13 angeschlossen ist.
• Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, kann auf diese Weise eine größere Anzahl von Halbleiter-Gleichrichtern mit je einer eigenen Sicherung bei geringstem Material- und Raumaufwand parallel geschaltet werden.
• Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die dargestellte Möglichkeit beschränkt, insbesondere ist es beispielsweise möglich, in Anwendungsfällen, wo zwei derartige Sicherungen hintereinandergeschaltet sind, diese mit Hilfe von kurzen, in die Gewindebohrungen der Abschlußkontaktarmaturen eingeführten Gewindebolzen unmittelbar aneinander anzuschrauben.
• Bei Ausführungsformen von Gleichrichteranlagen, bei denen im Hinblick auf die Spannung mehrere Zellen in Reihe zu schalten sind, ist es möglich, sowohl die Sicherungen wie auch die Gleichrichter unmittelbar nebeneinander anzuordnen, wobei beispielsweise der eine der Gleichrichter mit Hilfe seines Kühlblocks unmittelbar an der einen Stromschiene befestigt ist, während sein Anschlußleiter zu dem Kühlblock des zweiten Gleichrichters führt, von .dem die Verbindung zu den beiden in Reihe geschalteten miteinander verschraubten und unmittelbar von einer anderen Stromschiene getragenen Sicherung führt. Für die mechanische Abstützung der die Gleichrichterzellen tragenden Kühlkörper oder Kühlblöcke können hierbei Isolierleisten verwendet werden.
• In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, zur Wärmeabfuhr auch an den einzelnen Verbindungsstellen noch einen Kühlblock, beispielsweise in Form eines in der Mitte verstärkten Kupfer- oder Aluminiumprofils, einzuschalten.
• Besondere Vorteile bringt es, wenn Gleichrichterzellen verwendet werden, die selbst mit einem Gewindebolzen oder auch mit einer Gewindebohrung versehen sind, so daß sie unmittelbar an eine Sicherung - gegebenenfalls unter Verwendung eines Gewindebolzens als Zwischenstück - angeschraubt werden können. Die Anordnung von Kühlelementen kann je nach Bedarf auf einer oder auch auf beiden Seiten sowie zwischen .den miteinander verschraubten Teilen erfolgen.
• Die neue Sicherung bringt auch im Zusammenhang mit steuerbaren Halbleiterzellen nach Art von Stromtoren u. dgl. ähnliche Vorteile mit sich, und kann in allen anlagetechnischen Ausführungen, wie beispielsweise in Halbleiter-Gleichrichtersätzen, insbesondere bei Netzgleichrichtern, Bahngleichrichtern, Lokomotivgleichrichtern und Gleichrichtern für Elektrolyse-Anlagen Anwendung finden.
• Durch die neue Anordnung wird eine wertvolle Ersparnis an Material erreicht, wodurch auch für die ganze Anlage eine Verringerung des Bauvolumens und damit des Gewichts ermöglicht wird.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Hochleistungssicherung, insbesondere für Schaltanlagen, bestehend aus einem Isolierkörper, insbesondere aus Glas oder Keramik, in dessen Innerem die Sehmelzleiter geführt sind, mit je einer Abschlußkontaktarmatur an den beiden Stirnseiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußkontaktarmatur als mittels eines Schraubenschlüssels erfaßbarer Verbindungskörper ausgebildet ist, der an den Enden des Isolierkörpers verankert ist und eine mit einem Gewinde versehene zentrale Bohrung aufweist.
2. 2. Hochleistungssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß bei Verwendung in Anlagen mit Sammelschienen wenigstens eine Abschlußkontaktarmatur der Sicherung unmittelbar an die Sammelschiene festgesehraubt ist.
3. 3. Hochleistungssicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für Anlagen, bei denen mehrere Sicherungen in Reihe geschaltet sind, die einzelnen Sicherungen mit Hilfe von kurzen Verbindungsbolzen unmittelbar stirnseitig aneinander geschraubt sind.
4. 4. Hochleistungssicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Gleichrichteranlagen, insbesondere mit Gleichrichtern auf der Basis von Silizium, bei denen mit den einzelnen Zellen Sicherungen in Reihe geschaltet sind, die einzelnen Gleichrichter auf einer Seite unmittelbar mit einer Sammelschiene, auf der anderen Seite unmittelbar mit der Abschlußkontaktarmatur der Sicherung verbunden sind.
5. 5. Hochleistungssicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Gleichrichtern, bei denen das Gleichrichterelement einerseits in einen Kühlblock eingeschraubt ist und andererseits eine Anschlußlitze trägt, der Kühlblock mechanisch an der einen Sammelschiene abgestützt ist, während die Anschlußlitze an der einen Abschlußkontaktarmatur der Sicherung festgeschraubt ist, die ihrerseits an ihrer anderen Abschlußkontaktarmatur auf einer anderen Sammelschiene festgeschraubt ist.
6. 6. Hochleistungssicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere für Anlagen, bei denen mehrere Gleichrichterzellen in Reihe liegen, neben den Sammelschienen noch besondere Isolierleisten zur mechanischen Abstützung der diese Gleichrichter tragenden Kühlblöcke vorgesehen sind.
7. 7. Hochleistungssicherung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Halbleiterzellen mit einem Gewindebolzen oder einer Gewindebohrung verwendet sind, mit deren Hilfe sie in .die Gewindebohrung der benachbarten Sicherung eingeschraubt sind. B. Hochleistungssicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den miteinander verschraubten Sicherungen und Halbleiterzellen Zwischenelemente, vorzugsweise Bleche, zur Wärmeabfuhr angeordnet sind.