DE3624535A1 - Hochspannungs-hochleistungs-sicherung (hybridsicherung) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Hochleistungs-Si­ cherung (1) mit mindestens je einem Schmelzleiter auf Wik­ kelkörper und mindestens je einem Schmelzleiter in Reihen­ schaltung, wobei mindestens der Schmelzleiter auf Wickel­ körper zur Beeinflussung seiner Charakteristik in Abstän­ den mit Kerben versehen und gelocht ist und beide Schmelz­ leiter von unterschiedlichen Füllmedien umgeben sind (Hy­ bridsicherung).

Derartige Sicherungen sollen sowohl extreme Kurzschlußströ­ me als auch alle über dem Nennstrom liegenden Überlastströ­ me zuverlässig ausschalten, weshalb sie auch als Ganzbe­ reichssicherung bezeichnet werden. Insbesondere aufgrund der gewählten Löschsysteme für die beiden hintereinander­ geschalteten Schmelzleiter oder Schmelzleitergruppen über­ nimmt dabei die Überstromlöschkammer (4) mit ohne besondere Hilfseinrichtungen seitlich oder in der Mittelachse frei gespanntem oder geführtem Feinsilberleiter (3) die Löschung bei Überströmen, während die Kurzschlußstromlöschkammer (9) mit mindestens je einem Schmelzleiter auf Wickelkörper (2) bei Kurzschlußströmen zur Wirkung kommt.

Eine besondere Aufgabe der Ganzbereichssicherung ist es, die Stromabschal­ tung ohne äußere Veränderungen und ohne Selbstzerstörung durchzuführen.

Die Wirkungsweise und Funktion von Ganz- bzw. Vollbereichs­ sicherungen sind bereits in DT 24 12 688A1 und DE 32 37 326Al ausführlich beschrieben. Beide Ausführungen sind da­ durch gekennzeichnet, daß der Überstromlichtbogen in einem Silikonschlauch entsteht und die Lichtbogenlöschung erst nach mehreren Stromnulldurchgängen erfolgt. Die während der Lichtbogendauer vorhandene relativ hohe Lichtbogenspannung führt zu einer hohen Schaltarbeit, die zur thermischen Überlastung des Silikonschlauches und des Sicherungsrohres führen kann.

Die thermische Überlastung des Silikonschlauches führt, wie eine thermische Überlastung des Sicherungsrohres auch, zum Versagen der Ganzbereichssicherung im Überstrombereich.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine im Über­ strombereich verbesserte Ausführung einer Ganz- oder Voll­ bereichssicherung. Die genannten Nachteile relativ langer Lichtbogenzeiten und relativ hoher Lichtbogenspannungen treten bei der Verwendung von Öl oder Isoliergasen, insbe­ sondere SF6 bei definiertem Druck, als Löschmedium in der Überstromlöschkammer (4) nicht auf.

Die Verwendung von elektronegativem Gas wird bereits in DE 32 109 570A1 vorgeschlagen. Jedoch erfolgt hier die Lichtbo­ genlöschung in strömendem elektronegativem Gas (Schalter­ bau), wobei eine für notwendig gehaltene Relativbewegung zwischen Lichtbogen und Löschmedium (Beblasung) und eine dadurch erzeugte Gasströmung durch eine aufwendige Elek­ trodeneinrichtung selbst erzeugt wird. Des weiteren ver­ langt eine Weiterbildung nach DE 32 09 570A1 zur sogenann­ ten Ganz- oder Vollbereichssicherung die Gasdichtigkeit des gesamten Sicherungsgehäuses (6).

Bei der vorliegenden Erfindung reicht es entsprechend An­ spruch 1 aus, alleine die Überstromlöschkammer gasdicht auszuführen. Dadurch können sowohl die Kurzschlußstrom­ löschkammer mit Wickelkörper als auch ein gemeinsames Sicherungsgehäuse nach herkömmlicher Fertigungsweise hergestellt werden. Eine aufwendige Elektrodeneinrichtung mit Leitring und Steuerschirm, wie es in DE 32 09 570A1 beschrieben ist, ist nicht notwendig. Die Lichtbogenlö­ schung erfolgt entsprechend Anspruch 1 alleine durch Ab­ brennen in Längsrichtung des im Gasraum freigespannten oder geführten Feinsilberleiters (3) in einem ruhenden Medium, insbesondere elektronegativem Gas. Das Löschprinzip ist mit der Wirkungsweise einer Niederspannungs-Feinsicherung ver­ gleichbar.

Überraschenderweise wird der Lichtbogen durch ein geeig­ netes Löschmedium und durch die schnelle Lichtbogenver­ längerung in der Überstromlöschkammer nach Abbrennen des Schmelzleiters gelöscht. Die Tatsache, daß die Über­ stromeinrichtung durch die Reihenschaltung mit der Kurz­ schlußstromlöschkammer nur Ströme bis in den Lastbereich des zu schützenden Objektes ausschalten können muß, erlaubt die vorgestellte einfache Anordnung zur Lichtbogenlöschung in Hochspannungs-Sicherungen. Die geringe Lichtbogendauer und die niedrige Lichtbogenspannung verhindern ein thermi­ sches Versagen der Hochspannungs-Sicherung im Überstrom­ bereich.

Die Schmelzkennlinie der Ganzbereichssicherung ist aus zwei Teilkennlinien zusammengesetzt. Teilkennlinie (A) in Fig. 3 charakterisiert die Strom-Zeit-Kennlinie der quarzsandge­ füllten Kurzschlußstromlöschkammer (9), Teilkennlinie (B) charakterisiert die Strom-Zeit-Kennlinie der gasgefüllten Überstromlöschkammer (4). Der Schnittpunkt Ps der Kennli­ nien ist so gelegt, daß die kritischen Überströme des Löschsystems mit Quarzsand kleiner sind als der Strom, der in beiden Löschsystemen zur gleichen Schmelzzeit führt. Die Löschung des Überstromes erfolgt jeweils im löschfähigen System.

Claims (7)

1. Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung (1) mit mindestens je einem Schmelzleiter auf Wickelkörper (2) und minde­ stens je einem Schmelzleiter in Reihenschaltung (3), wo­ bei mindestens der Schmelzleiter auf Wickelkörper zur Beeinflussung seiner Charakteristik in Abständen mit Kerben versehen oder gelocht ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Überstromlöschkammer (4) mit mindestens je einem Schmelzleiter in Reihenschaltung von dem Teil der Sicherung in dem sich der Schmelzleiter auf Wickelkörper (2) in der Kurzschlußstromlöschkammer (9) befindet, ab­ getrennt ist und der Schmelzleiter in Reihenschaltung (3) aus einem Feinsilberleiter besteht, der in der Überstromlöschkammer (4) ohne besondere Hilfseinrichtun­ gen zur Lichtbogenlöschung seitlich in der Mittelachse frei gespannt ist oder von einem Träger geführt wird.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überstromlöschkammer (4) von einem separaten gas­ dichten Gehäuse (5) gebildet wird.

3. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Löschmedium aus Quarzsand (7) mit ausgewählten Kör­ nern besteht, und das andere Löschmedium aus Luft, Öl oder einem elektronegativen Gas (8).

4. Sicherung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Löschmedien (7) und (8) in räumlich voneinan­ der getrennten Löschkammern (9) und (4) befinden und von einer gemeinsamen druckfesten Isolierhülle (6) umgeben sind.

5. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Löschmedium Quarzsand (7) für den Schmelzleiter auf Wickelkörper in der Kurzschlußstrom­ löschkammer (9) durch eine Quarzsand-Wasserglas-Mischung ersetzt ist.

6. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überstromlöschkammer (4), in der sich mindestens je 1 Schmelzleiter in Reihenschaltung befindet, gleichzei­ tig den Gasraum einer gekapselten Schaltanlage bildet.

7. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronegative Gas (8) SF₆ ist und unter einem definierten Druck steht.