DE3607596A1 - Hochspannungs-sicherung - Google Patents

Hochspannungs-sicherung

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    • H01ELECTRIC 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.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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