DE3607596A1 - Hochspannungs-sicherung - Google Patents
Hochspannungs-sicherungInfo
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H85/30—Means for indicating condition of fuse structurally associated with the fuse
- H01H85/303—Movable indicating elements
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Sicherung, mit
einer Keramikwand, einem im Innenraum auf einem Tragkörper
angeordneten Schmelzleiter, mindestens einer die Keramik
wand endseitig verschließenden Sicherungskappe, einem in
dieser angeordneten, durch eine vorgespannte Federvorrich
tung auswärts herausschnellbaren Schlagstift, sowie diesen
in seiner durch die vorgespannte Federvorrichtung beauf
schlagten Ruhestellung festlegenden Vorrichtungen, die den
Schlagstift bei Überschreitung eines vorbestimmten Stromes
im Schmelzleiter freigeben.
Bei einer bekannten Hochspannungs-Sicherung dieser Art ist
der Schlagstift durch Verschweißen mit einem bei Überschrei
tung eines vorbestimmten Stromes schmelzenden Draht in seiner
Ruhestellung festgelegt und schnellt heraus, sobald dieser
Draht nach dem Schmelzleiter ebenfalls geschmolzen ist. Bei
diesen bekannten Sicherungen ist jedoch insbesondere im un
teren Ansprechbereich bis etwa zum Dreifachen des Nennstroms
I AN die Auslösung nicht hinreichend präzise, so daß es durch
äußere Einflüsse (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, kurzzeitige
Einschaltströme etc.) leicht zu einer unerwünscht späten
Auslösung oder gar einer Explosion der Sicherung kommt, was
große Folgeschäden nach sich ziehen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Hochspannungs-Sicher
rung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfa
chen Mitteln bei platzsparender Ausgestaltung eine wesentlich
präzisere Auslösung mit definiertem Strom-Zeitverlauf sicher
stellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Hochspannungs-Sicherung der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 ausgestattet.
Da der Strom-Spannungswandler, die Verzögerungsschaltung und
die Schaltvorrichtung im Innenraum der Hochspannungs-Sicherung
angeordnet sind und somit keinen zusätzlichen Raum erfordern,
kann die Sicherung rasch und einfach ohne zusätzliche Schal
tungsanordnungen eingebaut werden und ergibt eine präzise de
finierte Auslösung mit genau eingestellter Auslöse-Kennlinie,
so daß kostspielige Fehlabschaltungen zuverlässig vermieden
werden.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Hochspannungs-Siche
rung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Hoch
spannungs-Sicherung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Hochspan
nungs-Sicherung,
Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Verzöge
rungsschaltung und
Fig. 3 eine graphische Darstellung einer Strom-Zeit-Auslö
sekennlinie der Hochspannungs-Sicherung.
Die in Fig. 1 dargestellte Hochspannungs-Sicherung besitzt
eine zylindrische Keramikwand 1, die an beiden Enden jeweils
durch eine Sicherungskappe 4 bzw. 5 verschlossen ist. Im
Innenraum der Sicherung ist ein zur Keramikwand koaxialer,
keramischer Tragkörper 2 angeordnet, auf den ein mit
Schwächungsausnehmungen versehener Schmelzleiter 3 wendel
förmig aufgebracht ist. Der Schmelzleiter 3 ist an seinen
Enden mit den Sicherungskappen 4 bzw. 5 leitend verbunden.
In einer zentrischen Führungshülse 4 a der Sicherungskappe
4 ist ein hohlzylindrischer Schlagstift 7 axial verschiebbar
geführt. Im Innenraum des Schlagstiftes 7 ist eine Druck
feder 6 angeordnet, die bei der dargestellten Stellung so
vorgespannt ist, daß sie den Schlagstift 7 aus der Sicherungs
klappe 4 herauszuschnellen sucht. Dies wird durch einen
Sperrstift 9 verhindert, der in eine seitliche Sperrausneh
mung 8 des Schlagstiftes 7 bewegungssperrend hineinragt, je
doch aus dieser Stellung elektromagnetisch zurückgezogen wer
den kann, worauf der Schlagstift 7 durch die Druckfeder 6
axial auswärts herausgestellt wird.
In dem ringförmigen Zwischenraum zwischen der Keramikwand
1 und dem Tragkörper 2 ist ein Strom-Spannungswandler 10 mit
einer auf einen Ringkern 11 aufgebrachten Wicklung 12 ange
ordnet. Dieser erzeugt ein dem Stromfluß im Schmelzleiter 3
proportionales Ausgangssignal, das über Verbindungsleitun
gen einer auf einer zur Längsachse der Keramikwand 1 senk
rechten Platine 13 angeordneten Verzögerungsschaltung zuge
führt wird. Der Strom-Spannungwandler 10 liefert dabei sowohl
die Versorgungsspannung für die Verzögerungsschaltung, als
auch die zur elektromagnetischen Auslösung des Sperr
stiftes 9 benötigte Energie. Das Übersetzungsverhältnis des
Strom-Spannungwandlers 10 wird dabei je nach der Auslegung
der Hochspannungs-Sicherung so gewählt, daß das dem primären
Sicherungsstrom proportionale Ausgangssignal eine für die
nachgeschaltete Verzögerungsschaltung geeignete Größe hat.
Die in Fig. 2 dargestellte Verzögerungsschaltung umfaßt eine
Gleichrichter-Brückenschaltung 15, ein direkt nachgeschalte
tes erstes Zeitglied 16 mit einem Widerstand R 1 und einem
Kondensator C 1, ein über Teilwiderstände R 3 und R4 nachge
schaltetes zweites Zeitglied 18 mit einem Widerstand R 2 und
einem Kondensator C 2, einen mit diesen jeweils über Entkupp
lungsdioden verbundenen Komparator 20 zum Vergleich des Aus
gangssignals des jeweils einwirkenden Zeitglieds mit der
Spannung einer Referenzdiode 19. Wenn dieses Ausgangssignal
die Referenzspannung übersteigt, betätigt der Komparator 20
über einen Thyristor 23 eine elektromagnetische Schaltvor
richtung 21 für den Sperrstift 9, so dass dieser den Schlag
stift 7 freigibt. Die Gleichrichter-Brückenschaltung 15 ver
sorgt über eine Diode 17 die Schaltvorrichtung 21, den Kom
parator 20 und die Referenzdiode 19. Ferner sind ein Lade
kondensator C L, eine Schutzdiode 24 für die Schaltvorrichtung,
ein Schutzwiderstand R 5 sowie eine der Brückenschaltung 15
vorgeschalteter Varistor 25 und eine Glimmsicherung 26 vor
gesehen.
Die Verzögerungskreise besitzen jeweils so definierte
Schwellwerte, daß die Auslösung insgesamt nach einem vor
bestimmten Strom-Zeitverlauf erfolgt. Dabei können die Strom-
Zeitlinien je nach den Anforderungen innerhalb weiter Bereiche
zweckentsprechend modifiziert werden, so daß einerseits der
untere Ansprechstrom und andererseits der Übergang von relativ
langsamen in den sehr schnellen Auslösebereich einstellbar
ist. Die Kennlinien werden dabei vorzugsweise parallel zur
Zeitachse verschoben, um je nach den Anforderungen Vollbereichs
oder Teilbereichs-Schutzeigenschaften zu erzielen und eine
geforderte Selektivität zu vor- oder nachgeschalteten Siche
rungen zu erreichen. Auf diese Weise werden die bei den bis
herigen Hochspannungs-Sicherungen immer wieder auftretenden
Fehlauslösungen oder Explosionen durch Einschaltströme oder
im unteren Ansprechbereich liegende Ströme zuverlässig vermieden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform können der Sperrstift
9 und die durch die Hülse 4 a auf den Sperrstift 5 einwirkende
Auslösung derart ausgestaltet sein, daß nach dem Auslösen des
Schlagstiftes 7 im unteren Ansprechbereich, wo der
Schmelzleiter 3 noch nicht anspricht, ein nachfolgendes Rück
setzen des Schlagstiftes 7 in seine Ruhestellung möglich ist,
wenn eine Prüfung des Widerstandes zeigt, daß der Schmelzleiter
3 noch intakt ist. Hierdurch kann eine Wiederverwendung der
Hochspannungs-Sicherung erreicht werden.
In Fig. 3 ist die Strom-Zeit-Auslösekennlinie einer erfindungs
gemäßen Hochspannungs-Sicherung graphisch dargestellt. Auf der
horizontalen Achse ist exemplarisch das Verhältnis des Siche
rungsstromes I S zum Nennstrom I N eines zu schützenden Trafos
aufgetragen, während IAN der Strom ist, bei dem die Sicherung
anspricht. Die Kennlinie besitzt einen Bereich a relativ lang
samer Auslösung und einen Bereich b sehr schneller Auslösung.
Dabei ist der Übergangspunkt in den langsamen Auslösebereich a
und der Übergangspunkt von diesem in den schnellen Auslöse
bereich b durch zweckentsprechende Auslegung der Zeitglieder
ohne weiteres so einstellbar, daß jedes Auslösen durch in den
schraffierten Bereich 1 fallende Einschaltströme mit Sicherheit
ausgeschlossen wird. Das schraffierte Feld 2 entspricht dem
Auslöseverhalten herkömmlicher Hochspannungs-Sicherungen.
Die vorstehend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele er
läuterte Hochspannungs-Sicherung kann vom Fachmann je nach
den Anforderungen in verschiedener Weise zweckentsprechend
abgewandelt werden, wobei insbesondere die Verzögerungsschal
tung hinsichtlich der Anzahl und Ausbildung der Zeitglieder
auch unter Verwendung von anderen üblichen Elementen und
Schaltungen modifiziert werden kann, solange dabei sicherge
stellt bleibt, daß die sich dabei ergebende Strom-Zeit-
Auslösekennlinie unerwünschte Fehlabschaltungen durch Ein
schaltströme verhindern.
Claims (9)
1. Hochspannungs-Sicherung, mit einer Keramikwand, einem im
Innenraum auf einem Tragkörper angeordneten Schmelzleiter
mindestens einer die Keramikwand endseitig verschließen
den Sicherungskappe, einem in dieser angeordneten, durch
eine vorgespannte Federvorrichtung auswärts herausschnell
baren Schlagstift, sowie diesen in seiner durch die vorge
spannte Federvorrichtung beaufschlagten Ruhestellung fest
legenden Vorrichtungen, die den Schlagstift bei Über
schreitung eines vorbestimmten Stromes im Schmelzleiter
freigeben, gekennzeichnet durch:
- a) einen im Innenraum der Hochspannungs-Sicherung ange ordneten Strom-Spannungswandler (10) mit dem Siche rungsstrom proportionalem Ausgangssignal,
- b) eine durch dieses betätigte, in der Sicherungskappe (4) angeordnete elektrische Verzögerungsschaltung (14- 19), mit mindestens einem Verzögerungskreis (16) je weils definierten Schwellwertes und
- c) eine durch das Ausgangssignal der Verzögerungsschal tung (14-19) betätigte Schaltvorrichtung (21) zur Ver längerung eines mit dem Schlagstift (7) zusammenwirken den Sperrelements (9).
2. Hochspannungs-Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Strom-Spannungswandler (10) als der
Innenkontur der im wesentlichen zylindrischen Keramik
wand (1) angepaßter, vorzugsweise eisengeschlossener Ring
kernwandler mit einer auf den Ringkern (11) aufgebrachten
Wicklung (12) ausgelegt ist.
3. Hochspannungs-Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (14-19)
auf einer in der Sicherungskappe (4) im wesentlichen senk
recht zur Längsachse der zylindrischen Keramikwand (1)
angebrachten Platine (13) angeordnet ist.
4. Hochspannungs-Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (9) zwischen
einer in eine seitliche Sperrausnehmung (8) des Schlag
stifts (7) bewegungssperrend eingreifenden Stellung und
einer aus dieser zurückgezogenen Auslösestellung beweg
lich ist.
5. Hochspannungs-Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement als elektro
magnetisch in seine Auslesestellung bewegbarer Sperrstift
(9) ausgebildet ist.
6. Hochspannungs-Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstift (7) und die
Schaltvorrichtung (21) in der einen Sicherungskappe (4)
und die Verzögerungsschaltung (14-19) in der anderen
Sicherungskappe (5) angeordnet sind.
7. Hochspannungs-Sicherung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (14-19) mit der
Schaltvorrichtung (21) über eine durch den Innenraum des
hohlzylindrisch ausgebildeten Tragkörpers (2) für den
Schmelzleiter (3) geführte Verbindungsleitung (22) ver
bunden ist.
8. Hochspannungs-Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung
mindestens zwei Verzögerungskreise (16, 18) und einen
Komparator (20) aufweist, wobei die Schwellwerte der Ver
zögerungskreise (16, 18) so ausgelegt sind, daß die Strom-
Zeit-Auslösekennlinie einen langsamen Auslösebereich (a)
und einen schnellen Auslösebereich (b) aufweist.
9. Hochspannungs-Sicherung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verzögerungsschaltung eine Strom-Zeit-
Auslösekennlinie mit einem bei einem vorbestimmten IS/IAN-
Wert zwischen 10 und 30 liegenden Übergang vom langsamen
Auslösebereich (a) in den schnellen Auslösebereich (b)
besitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863607596 DE3607596A1 (de) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Hochspannungs-sicherung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863607596 DE3607596A1 (de) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Hochspannungs-sicherung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3607596A1 true DE3607596A1 (de) | 1987-09-10 |
DE3607596C2 DE3607596C2 (de) | 1989-05-03 |
Family
ID=6295787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863607596 Granted DE3607596A1 (de) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Hochspannungs-sicherung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3607596A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005063044B3 (de) * | 2005-11-28 | 2007-04-12 | Siba Gmbh & Co. Kg | Hochspannungs-Sicherungseinsatz |
US11295879B2 (en) * | 2020-07-24 | 2022-04-05 | TE Connectivity Services Gmbh | Surge arresters and related assemblies and methods |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1952582A1 (de) * | 1968-10-21 | 1970-04-23 | Electric Construction Company | Schaltungsanordnung zum Schutz eines elektrischen Starkstromkreises gegen UEberlastung |
DE3409957A1 (de) * | 1984-03-17 | 1985-09-19 | Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln | Hochspannungs-hochleistungs-sicherung |
-
1986
- 1986-03-07 DE DE19863607596 patent/DE3607596A1/de active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3607596C2 (de) | 1989-05-03 |
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8181 | Inventor (new situation) |
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