DE338565C

DE338565C - Protection device for automatic switch, especially in high voltage networks

Info

Publication number: DE338565C
Application number: DE1918338565D
Authority: DE
Original assignee: Dr Paul Meyer AG
Current assignee: Dr Paul Meyer AG
Priority date: 1918-12-03
Filing date: 1918-12-03
Publication date: 1921-06-21

Description

Im Patent 297298 und den zugehörigen Zusatzpatenten 298375 und 300300 ist eine Schutzvorrichtung für Selbstausschalter, insbesondere in Hochspannungsnetzen, beschrieben, welche aus einem dem Unterbrecher vorgeschalteten Aggregat besteht, das aus einer Sicherung und einem dazu parallel geschalteten Widerstand zusammengesetzt ist.In patent 297298 and its additional patents 298375 and 300300 is one Protective device for automatic switch-offs, especially in high-voltage networks, described, which consists of a unit upstream of the interrupter, which consists of a Fuse and a resistor connected in parallel is composed.

Die Vorrichtung wirkt als Kurzschlußdämpfer, indem bei Kurzschlüssen oder unzulässig hohen Stromstärken, deren Wirkungen die einfache Leistungsfähigkeit des Selbstausschalters übersteigen würden, zunächst die Sicherung zum Durchschmelzen gebracht und hierdurch Dämpfung des Kurzschlusses bis auf einen vom Selbstausschatter unschädlich zu bewältigenden Teil bewirkt wird.The device acts as a short-circuit damper, in that in the event of short-circuits or impermissibly high currents, the effects of which would exceed the simple performance of the self-disconnecting switch, first the fuse is melted and this causes the short-circuit to be attenuated except for a part that the self-disconnecting device cannot handle.

Es ist klar, daß ein kleiner Ausschalter an gefährdeter Stelle, wo der Kurzschlußstrom sehr hohe Werte zu erreichen vermag, durch den einfachen Kurzschluß dämpfer nicht in zweckmäßiger Weise geschützt werden kann, weil dieser Kurzschlußdämpfer, wenn er allein den sehr großen Kurzschlußstrom auf den verhältnismäßig kleinen noch vom Selbstausschalter zu bewältigenden Strom verringern soll, selbst gefährdet wird. Stellt man sich vor, daß der Kurzschlußstrom etwa 10 000 Amp. betragen möge, der Selbstausschalter aber nur 100 Amp·, mit Sicherheit ausschalten kann, so würde man von dem Kurzsöhlußdämpfer bzw. seiner Sicherung verlangen, daß sie die Leistung vom Kurzschluß von 10 000 Amp. auf eine gedämpfte Leistung von 100 Amp. bei voller Spannung verringert. It is clear that a small circuit breaker in the vulnerable place where the short circuit current is able to achieve very high values, due to the simple short circuit damper not in can be protected appropriately because this short circuit damper when he is alone the very large short-circuit current on the relatively small still from the auto-off switch to reduce the current to be handled is endangered. Imagine suggests that the short-circuit current should be around 10,000 amps, the self-shutdown switch but only 100 Amp ·, switch off with certainty can, one would ask of the short-length damper or its fuse, that it changes the power from a short circuit of 10,000 amps. to a damped power from 100 amps at full voltage.

Die Aufgabe, diese Leistung durch Stufenschaltung von Kurzschlußdämpfern in mehrere für sich leichter zu bewältigende Teile zu zerlegen, wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Vorschaltaggregat aus mehreren parallel geschalteten Zweigen besteht, welche Sicherungen oder Widerstände oder beides enthalten; es ist also eine gleich große Anzahl von Sicherungen und Widerständen vorhanden, welche so angeordnet sind, däß durch Abschmelzen je einer Sicherung immer eine Widerstandsstufe eingeschaltet und die nächste Sicherung über ihre Grenzstromstärke belastet wird, so daß diese zum Abschmelzen kommt und das Spiel sich fortsetzt bis auf den vom Ausschalter noch sicher zu bewältigenden Wert.The task of this achievement by step switching of short circuit dampers in To disassemble several parts that are easier to handle for themselves, according to the invention solved in that the ballast consists of several branches connected in parallel, which contain fuses or resistors or both; so it is the same large number of fuses and resistors are available, which are so arranged are, that a resistance level is always switched on by melting one fuse and the next fuse is loaded over its limit current strength, so that this comes to melt and the game continues except for the off switch certainly manageable value.

In Fig. ι ist eine solche Anordnung beispielsweise dargestellt. Im ersten Zweig liegt nur eine Sicherung S¹, im letzten Zweig nur ein Widerstand W^s, in den mittleren Zweigen je eine Sicherung in Reihenschaltung mit dem der vorhergehenden Sicherung zugeordneten Widerstand. Der Widerstand W¹ ist wesentlieh kleiner als W² und dieser wieder kleiner als W^s. Zunächst wird die Sicherung S¹ durclhschmelzen und bewirken, daß der größte Teil des Stromes durch· den Zweig W¹, S^z, In Fig. Ι such an arrangement is shown for example. There is only one fuse S ¹ in the first branch, only one resistor W ^s in the last branch, and one fuse in each of the middle branches in series with the resistor assigned to the previous fuse. The resistance W ¹ is essentially smaller than W ² and this again is smaller than W ^s . First, the fuse S ^{1 will} melt and cause the largest part of the current to flow through the branch W ¹ , S ^z ,

ein kleinerer Teil durch W², S³ und ein ganz kleiner Teil durch W³ geht. Infolgedessen wird die Sicherung S^z durchschmelzen. Es entsteht nunmehr eine Parallelschaltung aus nur zwei Zweigen. Der bei weitem größere Teil des Stromes geht durch W*, S³, der kleinere durch W³. Nun schmilzt S³ durch, und der ganze Strom geht durch W^s. a smaller part goes through W ² , S ³ and a very small part goes through W ^3. As a result, the fuse S ^{z will} blow. There is now a parallel connection from only two branches. By far the greater part of the current goes through W *, S ³ , the smaller part through W ³ . Now S ³ melts through, and the whole current goes through W ^s .

Bei der geschilderten Anordnung werden ίο die einzelnen Stufen der zwischengeschalteten Zweige bei der endgültigen Widerstandsschaltung nicht mitbenutzt. Es ist also erforderlich, daß der letzte Widerstand an sich den vollen Widerstandswert erhält. Aller- >5 dings wird dieser Widerstand erst nach Unterbrechung der vorhergehenden Zweige voll belastet.In the arrangement described, ίο the individual levels of the interconnected Branches not used in the final resistor circuit. So it is necessary that the last resistor in itself receives the full resistance value. All- This resistance only becomes> 5 after the previous branches have been interrupted fully charged.

Eine andere Lösung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist ein Zweig gebildet, welcher nur eine Sicherung S^x, ein zweiter, der nur die drei in Reihe geschalteten Widerstände W¹, W², W³ enthält. Zwischen den Verbindungen von W¹, W¹ und W², W³ einerseits und dem Ende des Widerstandes W^B anderseits liegen die weiteren Sicherungen J?², 6"³. Aus der Figur ist leicht zu ersehen, daß zunächst die Sicherung S¹ durchschmelzen wird, wodurch der Widerstand W¹ dem ganzen übrig bleibenden Aggregat vorgeschaltet wird. Dann geht S² durch und schaltet den Widerstand W vor, schließlich S'⁶, wodurch der Widerstand W³ ebenfalls vorgelegt wird. Bei dieser Anordnung sind sämtliche Widerstände für die Herstellung des endgültigen Widerstandswertes benutzt. Diese Anordnung stellt also wohl die günstigste Lösung der gestellten Aufgabe dar.Another solution is shown in FIG. A branch is formed here which contains only one fuse S ^x and a second which contains only the three resistors W ¹ , W ² , W ³ connected in series. Between the connections of W ¹ , W ¹ and W ² , W ³ on the one hand and the end of the resistor W ^B on the other hand are the further fuses J? ² , 6 " ^3. From the figure it can easily be seen that first the fuse S ^{1 will} blow, whereby the resistor W ^{1 is connected} upstream of the whole remaining assembly. Then S ² goes through and connects the resistor W upstream, finally S ' ⁶ , whereby the resistor W ^{3 is} also presented. With this arrangement, all the resistors are used for the production of the final resistance value. This arrangement therefore represents the most favorable solution to the task at hand.

Eine Abstimmung der Sicherungen ist nur nach der Grenzstromstärke notwendig, weil jede folgende Sicherung durch einen vorgeschalteten Widerstand vor merklichem Stromdurchfluß gschützt ist, solange die vorhergehende Sicherung unzerstört bleibt. Mithin spielt für die Abstimmung der Sicherungen nicht die Trägheit, sondern nur die Grenzstromstärke eine Rolle.A coordination of the fuses is only necessary according to the limit current strength, because each subsequent protection against a noticeable current flow by an upstream resistor is protected as long as the previous backup remains intact. So it plays a role in the coordination of the fuses not the inertia, but only the limit current strength matters.

Eine Rechnung ergibt, daß die Lösung der Aufgabe, einen vorkommenden. Kurzschlußstrom in nicht zu ungleichen Sprüngen zu verringern, sich bei den geschilderten Anordnungen dadurch ermöglichen läßt, daß die Grenzstromstärken der ' Sicherungen S¹, S², S^s der Reihe nach um sehr kleine Beträge abnehmen. Diese Beträge sollen praktisch noch mit Sicherheit vorhanden sein. Im übrigen wird die Abstufung der Kurzschlußströme um so günstiger, je kleiner die Verschiedenheiten der Grenzströme, und im Zusammenhange damit, je größer die Verschiedenheit der Widerstände wird. Mit abnehmender Grenzstromstärke der Sicherungen von ι nach 3 geht eine zunehmende Große der Widerstände von 1 nach 3 Hand in Hand.A calculation shows that the solution to the problem is an occurring. Reducing short-circuit current in not too unequal jumps can be made possible in the arrangements described by the fact that the limiting currents of the fuses S ¹ , S ² , S ^s decrease one after the other by very small amounts. In practice, these amounts should still be available with certainty. Moreover, the gradation of the short-circuit currents is the more favorable, the smaller the differences in the limit currents and, in connection therewith, the greater the differences in the resistances. As the limiting current strength of the fuses decreases from ι to 3, an increasing magnitude of the resistances from 1 to 3 goes hand in hand.

Die Abstufung der Grenzstromstärke läßt sich praktisch sehr leicht mit genügender Ge- - nauigkeit bewirken, indem man die verschiedenen Einsätze aus einem gleichen Haupteinsatz herstellt, dem nach Bedarf mehr oder weniger Einsätze von erheblich geringerer Grenzstromstärke parallel geschaltet sind. Im vorliegenden Beispiel wird man vielleicht als Haupteinsatz einen Kupferdraht von 0,8 mm verwenden und ihm für die Sicherung S¹ zwei Kupferdrähte von 0,05 mm, für die Sicherung S² einen Kupferdraht von 0,05 mm Durohmesser parallel schalten. Um zu verhindern, daß die dünnen Nebeneinsätze zu früh durchgehen und der Haupteinsatz bei etwaigem geringen Rückgange der Strom- ^&° stärke trotzdem unversehrt bleibt, kann man die Nebeneinsätze entsprechend langer ausführen, als den Haupteinsatz.The graduation of the limit current strength can practically be effected very easily with sufficient accuracy by producing the various inserts from the same main insert, to which more or fewer inserts with a considerably lower limit current strength are connected in parallel as required. In the present example, it will perhaps ² switch as the main use of a copper wire of 0.8 mm and mm using it for the link S ^1, two copper wires of 0.05, for securing S a copper wire of 0.05 mm Durohmesser parallel. In order to prevent the thin side inserts go through too early and the main use of small leaks in the event of the current retrogression ^& ° strength still remains intact, it can be the side inserts correspondingly long run, as the main application.

Jede Vorschaltsicherung muß eine erhebliche Verringerung des Kurzschlußstromes mit gleichzeitiger Erhöhung der Spannung vom Kurzschluß auf verhältnismäßig hohe Werte bis zur Betriebsspannung hinauf bewirken, daher hat jede Sicherung eine erhebliche Leistung auszuschalten. Bei normalen Sicherungen hat man die Schaltleistung durch magnetische Hilfsmittel, wie z. B. ein besonderes magnetisches Gebläse oder eigenartige Formung des Stromweges, erreicht. Solche Hilfsmittel, welche eine schnellere Ausblasung des Lichtbogens herbeiführen, enthalten stets eine Selbstinduktion, welche bei normalen Fällen eine Erzeugung von Wellen durch die allzu rasche Ausblasung des Lichtbogens hervorruft. Es ist bekannt, daß Schalter und Sicherungen mit magnetischer Blasung dazu neigen, Spannungswellen in dem auszuschaltenden Stromkreis zu erzeugen, welche die Isolation zu gefährden imstande sind.Each series fuse must significantly reduce the short-circuit current with a simultaneous increase in the voltage from the short circuit to a relatively high one Cause values up to the operating voltage, therefore every fuse has a substantial one Turn off power. With normal fuses you have the switching capacity through magnetic aids, such as B. a special magnetic fan or peculiar Forming the current path, achieved. Such aids, which a faster Bringing out the arc, always contain a self-induction, which in normal cases, waves are generated by the too rapid blowing out of the Arc. It is known that switches and fuses with magnetic Bubbles tend to create voltage waves in the circuit to be switched off, which are capable of endangering the isolation.

Bei der vorliegenden Anordnung ist diese Gefahr nicht vorhanden, weil jeder Sichemmg stets ein Widerstand parallel geschaltet ist, der je nach Wunschi induktiv oder induktionsfrei hergestellt werden kann. Zur Vermeidung von Überspannungen wird man also diesen Widerstand möglichst induktionsfrei ausbilden. Es wird aber zweckmäßig sein, einen geringen Teil dieses Widerstandes als Blaswicklung zu verwenden, !welcher die Ausschaltung der zugehörigen Sicherung erleichtert. In the present arrangement, this risk does not exist because every security a resistor is always connected in parallel, which is inductive or induction-free, depending on the requirements can be produced. In order to avoid overvoltages, this resistor will be designed as induction-free as possible. However, it will be useful to use a small part of this resistance as a blow winding which makes it easier to switch off the associated fuse.

In Fig. 3 ist eine solche Anordnung dar_r gestellt, welche im übrigen der Fig. 2 entspricht. Die Sicherung S¹ erhält eine Blas- iao wicklung B¹, welche dem Widerstand W¹ entnommen ist bzw. einen Teil desselben bildet.In Fig. 3 such an arrangement is shown _r , which corresponds to the rest of FIG. The fuse S ¹ receives a Blas- iao winding B ¹ , which is taken from the resistor W ¹ or forms part of the same.

In derselben Weise ist die Siciherung S² einer Blaswicklung B~ unterworfen, welche zum Widerstand W² gehört usf.In the same way, the fuse S ^{2 is} subjected to a blown winding B ~ , which belongs to the resistor W ² and so on.

Mehrstufige Kurzschlußdämpfer rait unter sich gleichen Einzelwiderständen, die nacheinander beim Durchsdhmelzen der entsprechenden Sicherungen eingeschaltet werden, sind bekannt. Sie sind so angeordnet, daß im letzten Zweige noch eine Sicherung vorhanden ist. Diese Sicherung ist beim Erfindungsgegenstande in Wegfäll gekommen, die Gesamteinrichtung schließt vielmehr mit einem Widerstände ab.
Durch die Anwendung einer solchen Stufensicherung in zweckmäßiger Abänderung für den vorliegenden Fall, so daß die Sicherungen und Widerstände entsprechend abgestuft sind, wird eine sehr günstige Abschaltung der Kurzschlußenergie ermöglicht und eine zuverlässige Schutzvorrichtung für die Selbstabschalter geschaffen, so daß Zerstörungen sicher von ihnen ferngehalten werden. Bei den großen in Frage kommenden Energien ist es von großer Wichtigkeit, daß eine genaue Abstufung der Sicherungen und Widerstände entsprechend den «u bewältigenden Kurzschluß energien vorgenommen wird, da nur unter dieser Voraussetzung der gewollte Effekt auch wirklich erreichbar ist.Multi-stage short-circuit dampers are known to have the same individual resistances, which are switched on one after the other when the corresponding fuses are blown. They are arranged so that there is still a fuse in the last branch. This security has come to an end with the subject matter of the invention, the entire device rather closes with a resistor.
By using such a step fuse in an appropriate modification for the present case, so that the fuses and resistors are graded accordingly, a very favorable disconnection of the short-circuit energy is made possible and a reliable protection device for the self-disconnector is created so that damage is safely kept away from them. With the large energies in question, it is of great importance that the fuses and resistors are precisely graded according to the short-circuit energies to be dealt with, since the desired effect can only really be achieved under this condition.

Claims

Patent claims:

ι. Protective device for automatic switches, especially in high-voltage networks, according to patent 297298, characterized in that the short-circuit damper consists of several parallel-connected current paths, some of which have a fuse, partly a resistance, partly both contained in such a way that a gradual decrease the breaking capacity arises.

2. Short circuit damper according to claim 1, characterized in that the fuses are connected in series with resistors connected in parallel to the middle fuses and with a last one containing only resistance Current path are parallel.

3. Kurzsöhlußdämpf it according to claim ι or 2, characterized in that the fuses according to decreasing limit are graded in such a way that the limit current strength changes little from fuse to fuse, and that the resistance values increase in the resistance value after the last stages are.

4. short circuit damper according to claim 3, characterized in that the gradation the limit currents of the individual Co fuses by connecting more or less weak auxiliary inserts in parallel the same main operations carried out is effected.

5. short circuit damper according to claim i, characterized in that one part each of the resistors as a blow winding of the associated. Fuse is used.

For this purpose ι sheet of drawings.