DE7031178U

DE7031178U - CURRENT-LIMITING HIGH VOLTAGE FUSE.

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Publication number: DE7031178U
Application number: DE19707031178
Authority: DE
Original assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ
Current assignee: DRIESCHER SPEZIALFAB FRITZ
Priority date: 1970-08-20
Filing date: 1970-08-20
Publication date: 1971-01-21

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland ■ Dr.-Ing. R. KönigDipl.-Ing. H. Sauerland ■ Dr.-Ing. R. King

^{M a} Dlpl.-Ing. Bergen ^{a 5}^ ^{M a} Dlpl.-Ing. Bergen ^{a 5} ^

Patentanwälte ■ 4dgd Düsseldorf · Cecilienallee 76 -Telefon 432732Patent Attorneys ■ 4dgd Düsseldorf · Cecilienallee 76 -Telephone 432732

Unsere Akte: 26 002 19. August 1970Our file: 26 002 August 19, 1970

Fritz Driescher Spezialfabrik für Elektrizitätswerksbedarf, 5144 Wegberg, IndustriestraßeFritz Driescher special factory for power station requirements, 5144 Wegberg, Industriestraße

"Strombegrenzende Hochspannungs-Sicherung""Current-limiting high-voltage fuse"

Strombegrenzende Hochspannungs-Sicherungen, deren Schmelzleiter in einem mit Quarzsai^d gefüllten Gehäuse, vorzugsweise einem an beiden Enden durch metallische Kontaktkappen abgeschlossenen Keramikrohr untergebracht sind, werden für höchste Ausschaltvermögen hergestellt. Bei der Stromunterbrechung großer Kurzschlußströme durch solche Sicherungen sind die Schmelzzeiten und die anschließenden Lichtbogen-Löschzeiten - d.h. die Zeiten zwischen Durchschmelzen und Verdampfen der Schmelzleiter und der endgültigen Stromunterbrechung - sehr kurz; sie liegen beispielsweise bei 0,001 s. Das Keramikrohr wird hierbei durch den Schmelz- und Löschvorgang thermisch nicht übermäßig beansprucht, weil das Sandpolster zwischen dem Schmelzleiter und der Rohrwand während der sehr kurzen Lichtbogen-Löschzeiten in ausreichendem Maße wärmedämmend wirkt.Current-limiting high-voltage fuses, their fusible link in a case filled with quartz sawdust, preferably a ceramic tube closed at both ends by metallic contact caps Manufactured for maximum breaking capacity. When the power is interrupted large short-circuit currents through such fuses are the melting times and the subsequent Arc extinguishing times - i.e. the times between melting and evaporation of the fuse element and the final one Power interruption - very brief; they are, for example, 0.001 s The melting and extinguishing process is not excessively stressed because of the sand cushion between the fusible conductor and the pipe wall has a sufficient thermal insulation effect during the very short arc extinguishing times.

Bei der Stromunterbrechung infolge relativ kleiner Überströme ist das jedoch nicht der Fall. Die Schmelzzeiten sind dann wesentlich länger und körnen mehrere oder sogar viele Minuten dauern. Schon während dieser Zeiten wird das Sicherungsrohr stark erwärmt. Auch die anschließende, bis zum Erlöschen eines danach auftretenden Lichtbogens ver streichende Zeit kann sich bis auf etwa eine volle Sekunde erstrecken, das ist der tausendfache Betrag der Löschzeit von Kurzschlußlichtbögen. Die bereits während der ver-However, this is not the case with power interruptions due to relatively small overcurrents. The melting times are then much longer and can take several or even many minutes. The safety tube is already heated up during these times. The subsequent, to the extinction of an electric arc occurring thereafter ver sweeping time may extend up to about a full second, which is the thousand-fold amount of the erase time of short-circuit arcs. Already during the

längerten Schmelzzeit erwärmte Wand des Keramikrohrs ist dann durch das gleichfalls erwärmte Sandpolster nicht mehr genügend gegen die Einwirkung der hohen Lichtbogenwärme geschützt» Das Rohr kann Wärmerisse bekommen, der Quarzsand kann herausrieseln und der Löschvorgang kann beeinträchtigt werden.The wall of the ceramic tube that has been heated for a longer melting time is then no longer due to the likewise heated sand cushion Sufficiently protected against the effects of the high arc heat »The pipe can develop heat cracks, the quartz sand can trickle out and the deletion process can be impaired.

Um diese Schwierigkeiten, die im Bereich kleiner Überströme bei der Stromunterbrechung durch strombegrenzende Hochspannungs-Sicherutigen bestehen, zu beheben, werden Hochspannungs-S:^herungen zuweilen über jeweils ein Überstrom-Zeit-Relais mit einem Leistungs- oder Last-Trennschalter in Reihe gelegt. In einer solchen Kombination bringen kleine Überströme, die zu einer übermäßigen thermischen Belastung der Sicherung führen können, bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenze das Relais zum Ansprechen, das dann seinerseits den Antrieb des Schalters veranleßt, den Schalter zu öffnen. Große Überströme und KurzSchlußströme werden dagegen von den Hochspannungs-Sicherungen unterbrochen werden, ohne daß das Relais anspricht.To deal with these difficulties, which arise in the area of small overcurrents when the current is interrupted by current-limiting high-voltage safeguards exist to fix, high-voltage switches are made sometimes via an overcurrent time relay with a circuit breaker or load breaker placed in series. In such a combination, small overcurrents lead to an excessive thermal load the fuse can cause the relay to respond when a specified limit is exceeded, which then in turn causes the drive of the switch to open the switch. Large overcurrents and short-circuit currents however, are interrupted by the high-voltage fuses without the relay responding.

Die Überstrom-Relais machen solche Kombinationen von Hochspannungs-Sicherungen mit Schaltern aufwendig, so daß sie in der Praxis relativ selten zu finden sind.The overcurrent relays make such combinations of high voltage fuses expensive with switches, so that they are relatively seldom to be found in practice.

Zweck der Erfindung ist es, eine baulich einfachere und kostenmäßig wie betrieblich weniger aufwendige Kombination einer strombegrenzenden Hochspannungs-Sicherung mit einem Leistungs- oder Last-Trennschalter und einer durch die Sicherung thermisch übermäßig belastende überströme beeinflußten Hilfsvorrichtung zum Auslösen eines den Schalter öffnenden Antriebs zu schaffen.The purpose of the invention is to provide a structurally simpler and less expensive and operationally complex combination a current-limiting high-voltage fuse with a circuit breaker or load breaker and one through the fuse Thermally excessively stressful overcurrents influenced auxiliary device for triggering the switch to create an opening drive.

Die Erfindung erreicht das dadurch, daß die Hilfsvorrichtung aus einem auf der Außenseite des Sicherungsgehäuses befestigten, in Abhängigkeit von der Temperatur seiner Be-The invention achieves this in that the auxiliary device consists of one on the outside of the fuse housing fortified, depending on the temperature of its

festigungsstelle seine Form ändernden Wärmefühler und einem den Schalterantrieb beeinflussenden, zwischen zwei Endstellungen gegen oder durch die Kraft einer Feder beweglichen Glied sowie einer Sperrvorrichtung besteht, die die Feder in vorgespannter Lage festhält und vom Wärmefühler beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur in eine die Feder freigebende Stellung verlagert wird.Festigungsstelle its shape changing heat sensor and a influencing the switch drive, movable between two end positions against or by the force of a spring There is a member and a locking device that holds the spring in a pretensioned position and from the heat sensor when When a predetermined temperature is exceeded, the spring is moved into a position that releases the spring.

Der Wärmefühler kann aus einem einseitig befestigten oder abgestützten Bimetallstreifen oder Wärmedehnungseiement bestehen, die mit ihrem temperaturabhängig beweglichen Ende auf die Sperrvorrichtung der Feder wirken.The heat sensor can consist of a bimetallic strip or heat expansion element fastened or supported on one side, which act with their temperature-dependent movable end on the locking device of the spring.

Das den Schalterantrieb beeinflussende Glied kann beispielsweise aus einem geradlinig beweglichen Stift oder Bolzen bestehen, der mit einen; Ende gegen die Feder anliegt und nach Auslösen der Sperrvorrichtung von der Feder in eine Stellung verschoben wird, wobei er über sein freies Ende in irgendeiner Weise mittelbar oder unmittelbar das Ausschalten des Last- oder Leistungs-Trennschalters bewirkt.The link influencing the switch drive can consist, for example, of a linearly movable pin or bolt consist of one; End rests against the spring and after triggering the locking device is moved by the spring into a position, wherein it is over its free end in any way, directly or indirectly, causes the switch or circuit breaker to be switched off.

Dazu kann er z.B. ein optisches oder akustisches Signal auslösen, das eine Kontrollperson zum Ausschalten des mit der gefährdeten Sicherung in Reihe liegenden Schalters veranlaßt, aber auch elektrisch oder mechanisch einen Kraftantrieb zum Ausschalten eines solchen Schalters veranlassen. For this purpose, he can e.g. trigger an optical or acoustic signal that a control person has to switch off the with the endangered fuse in series causes a switch, but also electrically or mechanically a power drive cause such a switch to be turned off.

Ein Ausführungsbeispiel für die den Gegenstand der Erfindung bildende Hochspannungs-Sicherung sowie mehrere Ausführungsbeispiele für zusätzliche Anordnungen, über die mit Hilfe dieser Sicherung ein Kraftantrieb zum Ausschalten eines Last-Trennschalters veranlaßt werden kann, sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigenAn embodiment for the subject matter of the invention forming high-voltage fuse as well as several embodiments for additional arrangements over which with the help this fuse a power drive to turn off a circuit breaker can be caused are in the Drawing shown. Show in it

Fig. 1 und 2 in zwei zueinander senkrechten Längsschnitten die zum Gegenstand der Erfindung gehörende Hilfsvor- 1 and 2, in two mutually perpendicular longitudinal sections, the auxiliary devices belonging to the subject matter of the invention.

richtung,direction,

Fig. ? in einem Querschnitt eine mit dieser Hilfsvorrich- Fig.? in a cross section one with this auxiliary device

Sicherung,Fuse,

Fig. 4 die Hochspannungs-Sicherung nach Fig. 3 in Seitenansicht, eingesetzt in ihre Aufnahmekontakte sowie schematisch angedeuteten Mitteln zur elektrischen Beeinflussung eines Trennschalters, 4 shows the high-voltage fuse according to FIG. 3 in a side view, inserted in its receiving contacts and schematically indicated means for electrically influencing a disconnector,

Fig. 5 die Sicherung nach Fig. 4 in Zuordnung zu einem ^Teistungs- oder Last-Trennschalter und schematisch angedeuteten Mitteln zur mechanischen Beeinflussung des Trennschalters. Figure 5 eistungs-. The fuse of FIG. 4 in association with a ^T or load-break switch and schematically indicated means for mechanical manipulation of the circuit breaker.

Wie aus derl Fig. 1,2 und 3 eiT-slcixtlich, besteht uei der mit ihrem Gehäuse 1 an der Außenseite des rohrförmigen Teils einer Hochspannungs-Sicherung 2 befestigten Hilfsvorrichtung der Wärmefühler aus einem U-förmig gebogenen Bimetallstreifen 5, dessen Schenkel sich mit abnehmender Temperatur einander nähern und mit zunehmender Temperatur voneinander entfernen. Einer der Schenkel ist an seinem Ende mit einer Trägerplatte 5a verbunden, die ihrerseits am Boden 1a des Gehäuses 1 befestigt ist. Der andere Schenkel greift mit seinem Ende einen zwischen zwei Endstellun— gen beweglichen Sperrschieber 7 an, der in der gezeichnet ten Endstellung eine am Boden 1a des Gehäuses befestigte starke Blattfeder 6 in vorgespannter Lage festhält. Gegen das freie Ende der Feder 6 liegt ein geradlinig in der dem Gehäuseboden 1a gegenüberliegenden Gehäusewand beweglicher Stift oder Stößel 9 an, dessen freies Ende geringfügig aus dem Gehäuse 1 vorsteht. Bei Erwärmung verschiebt der Bimetallstreifen 5 den Sperrschieber 7 aus der gezeichneten Sperrstellung nach rechts in Richtung auf seine andere Endstellung, in der er bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur die Feder 6 freigibt. Die Feder 6 schiebt As can be seen from FIGS. 1, 2 and 3, the with its housing 1 attached to the outside of the tubular part of a high-voltage fuse 2 auxiliary device the heat sensor consists of a U-shaped bent bimetallic strip 5, the legs of which increase with decreasing Approach temperature and move away from each other with increasing temperature. One of the thighs is on his The end is connected to a carrier plate 5a, which in turn is fastened to the bottom 1a of the housing 1. The other leg engages with its end a locking slide 7 which is movable between two end positions and which is shown in FIG th end position holds a strong leaf spring 6 attached to the bottom 1a of the housing in a pretensioned position. Against the free end of the spring 6 is located in a straight line in the housing wall opposite the housing bottom 1a Pin or plunger 9, the free end of which protrudes slightly from the housing 1. When heated, the Bimetallic strip 5 moves the locking slide 7 from the locking position shown to the right in the direction of its other end position, in which it releases the spring 6 when a predetermined temperature is exceeded. The spring 6 pushes

dann den Stift oder Stöße? 9 mit einem wesentlichen Teil seiner Länge aus dem Gehäuse 1 heraus.then the pen or bumps? 9 out of the housing 1 with a substantial part of its length.

Pie Trägerplatte 5a ist am Gehäuseboden 1a um einen Sti.^t 5b schwenkbar und an dem dem Stift 5b gegenüberliegenden Ende mit einem Langloch 5c versehen. In dieses Langloch greift ein Stift 8a ein, der exzentrisch an einem im Gehäuse 1 verdrehbaren Einstellknopf 8 befestigt ist. Durch Verdrehen dieses Knopfes in der einen oder anderen Richtung kann die Grundplatte 5a in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeils um den Stift 5b geschwenkt werden, wobei der bimetallstreifen 5 in der einen oder anderen Richtung vorgespannt werden kann. Durch Ändern dieser Vorspannung im einen oder anderen Sinne läßt sich der Bimetallstreifen an die Temperatur anpassen, bei der er den Sperrschieber 7 in die Endstellung bringt, in der er die Feder 6 völlig freigibt und damit die Hilfsvorrichtung zum Ansprechen bringt.Pie support plate 5a is on the housing bottom 1a by a pin. ^ T 5b pivotable and provided with an elongated hole 5c at the end opposite the pin 5b. In this elongated hole a pin 8a engages, which is eccentrically attached to an adjusting knob 8 which can be rotated in the housing 1. By Turning this button in one direction or the other can move the base plate 5a in the direction of the drawing The double arrow can be pivoted around the pin 5b, the bimetallic strip 5 in one direction or the other can be biased. By changing this bias in one sense or another, the bimetallic strip can be adapt to the temperature at which he brings the locking slide 7 into the end position in which he moves the spring 6 completely releases and thus brings the auxiliary device to respond.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Hilfsvorrichtung mit ihrem Gehäuse 1 mit Hilfe eines Spannbandes am Außenumfang des rohrförmigen Gehäuseteiles 2 einer Hochspannungs-Sicherung befestigt, die mehrere Schmelzleiter 3 und eine diese allseitig umhüllende Löschsandfüllung 4 enthält.As can be seen from Fig. 3, the auxiliary device is with their housing 1 with the help of a tension band on the outer circumference of the tubular housing part 2 of a high-voltage fuse attached, which contains several fusible conductors 3 and an extinguishing sand filling 4 enveloping them on all sides.

Die leicht lösbare Befestigung ermöglicht es, die Hilfsvorrichtung an bestgeeigneter Stelle, vorzugsweise an einer Stelle des Sicherungsgehäuses anzubringen, die sich bei Überbelastung der Schmelzleiter am stärksten erwärmt. Das Gehäuse 1 der Hilfsvorrichtung ist so ausgebildet, daß die von der Befestigungsstelle abgegebene Wärme durch Strahlung oder Leitung unter möglichst geringen Verlusten auf den Bimetallstreifen 5 übertragen wird.The easily detachable attachment allows the auxiliary device to be attached in the most suitable place, preferably at a point on the fuse housing that is at Overloading the fusible link is the most heated. The housing 1 of the auxiliary device is designed so that the Heat given off by the fastening point through radiation or conduction with the lowest possible losses on the Bimetal strip 5 is transferred.

Bei dem in Fig, 4 dargestellten Anwendungsbeispiel betätigt die an einer Hochspannungs-Sicherung 10 befestigte Hilfsvorrichtung 1 über eine an einem VerteilergestellIn the application example shown in FIG. 4, actuated the auxiliary device 1 attached to a high-voltage fuse 10 via a to a distribution frame

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oder einem Verteilergehäuse geradlinig geführte Schubstange 12 mit einer Schrägfläche 12a einen Umschalter 1 :, -.vertxi der bis auf eine bestimmte Temperatur er-v/« rate Birne bsiH ■·- streifen 5 die Feder 6 freigegeben hat und -:'ie reder den Stift oder Stößel 9 aiis dem Gehäuse 1 ausschiebt„ Umgekehrt kann nach Abkühlen des Sicherungsgehäuses und des Bimetallstreifens durch Drücken auf das außenliegende Ende der Schubstange 12 der Stößel 9 in das Gehäuse 1 eingeschoben werden, wobei er unter Beiseiteschieben des Sperrschiebers 7 gegen die Federkraft des Bimetallstreifens 5 die Feder 6 spannt und die Hilfsvorrichtung wieder betriebsbereit macht.or a distributor housing linearly guided push rod 12 with an inclined surface 12a a switch 1:, -.vertxi who up to a certain temperature er-v / «rate pear bsiH ■ · - strip 5 has released the spring 6 and -: 'he talkers the Pin or plunger 9 aiis pushes out the housing 1 "Vice versa after the fuse housing and the bimetallic strip have cooled down, press the outer end the push rod 12 of the plunger 9 are pushed into the housing 1, while pushing aside the Locking slide 7 tensions the spring 6 against the spring force of the bimetallic strip 5 and the auxiliary device again ready for operation.

Der Umschalter 11 kann seinerseits auf eine Signalvorrichtung oder auch auf den Antrieb eines mit der Sicherung 10 in Reihe liegenden Trennschalters in dem Sinne wirken, daß bei ausgeschobenem Stift oder Stößel 9 der Schalterantrieb zum Öffnen des Trennschalters veranlaßt wird.The changeover switch 11 can in turn act on a signaling device or on the drive of one with the fuse 10 In series disconnectors act in the sense that when the pin or plunger 9 is pushed out, the switch drive to open the circuit breaker.

Bei dem in Fig. 5 schematisch dargestellten Anwendungsbeispiel betätigt der Stößel 9 über ein Hilfsgestänge 14 ein Auslöseschloß 16, das bei völlig ausgetretenem Stößel 9 einen Kraftantrieb 15a veranlaßt, das Trennmesser 15 eines mit der Sicherung 10 in Reihe liegenden Last- oder Leistungsschalters auszuschwenken.In the application example shown schematically in FIG. 5, the plunger 9 is actuated via an auxiliary linkage 14 Release lock 16, which causes a power drive 15a when the plunger 9 is completely pushed out, the separating knife 15 of a Swing out the load or circuit breaker in series with the fuse 10.

Bei Hochspannungs-Sicherungen mit einem nach Durchschmelzen der Schmelzleiter durch Federkraft in Richtung der Sicherungsachse ausgetriebenem Schlagstift 13 kann das Gestänge 14 so ausgelegt sein, daß der Schlagstift 13 das Auslöseschloß 16a in gleichem Sinne beeinflußt wie der Stößel 9 bei überlasteter Sicherung. Auf diese Weise wird bei Unterbrechung des die Sicherung 10 und den Trennschalter 15 enthaltenden Stromkreises durch die Sicherung 10 eine von außen deutlich sichtbare Trennstelle geschaffen.In the case of high-voltage fuses with a spring force in the direction of the fuse axis after the fuse element has melted driven striker 13, the linkage 14 can be designed so that the striker 13 is the trigger lock 16a has the same effect as the plunger 9 when the fuse is overloaded. That way, if there is any interruption of the circuit containing the fuse 10 and the circuit breaker 15 through the fuse 10 one of clearly visible separation point created on the outside.

Claims

lift »4 tf>. <> d t <: Driescher Spezialfabrik für Elektrizitätswerkbedarf, 514-4 Wegberg, Industriestrasse Protection claims;

1. Current-limiting high-voltage fuse that comes with a Circuit breaker or load breaker is in series, and the one that is thermally excessively loaded by the fuse Auxiliary device influenced by overcurrents is assigned to trigger a drive that opens the switch, characterized in that the auxiliary device consists of a fuse housing on the outside (2) attached, changing its shape depending on the temperature of its attachment point Heat sensor (5) and one influencing the switch drive, between two end positions against or through the Force of a spring (6) movable pressure member (9) and a locking device (7) that the spring (6) in pre-tensioned position holds and from the heat sensor (5) when a predetermined temperature is exceeded in a die Spring (6) releasing position is shifted.

2. Current-limiting high-voltage fuse according to claim 1, characterized in that the Heat sensor made from a bimetallic strip - advantageously U-shaped (5), one end of which is fixed in the housing (1) and its free end under the action of Heat a locking slide (7) guided in the housing (1) from an end position holding the spring (6) in the tensioned position moved into an end position releasing the spring (6).

3. Current-limiting high-voltage fuse according to claims 1 and 2, characterized in that the bimetal strip (5) on the housing (1) via a Trä-

gerplatte (5a) is attached, with the help of a in a wall of the housing (1) rotatable adjusting knob (8) of outside around a fixed axis (5b) in the direction of the thermally induced movements of the free end of the metal strip s is pivotable.

4. Current-limiting high-voltage fuse according to the claims 1 b'.s 3, characterized in that the partially pushed out of the housing (1) face pressure member (9) via a push rod (12) on a switch (11) acts in the circuit of a signaling device or a tripping device (16) for a power drive that opens the load or circuit breaker (15) (15a) lies.

# Current-limiting high-voltage fuse according to the requirements 1 to 3, characterized in that the partially slidable from the housing (1) Pressure member (9) via an auxiliary linkage (14) to a release device (16) for one of the load or circuit breakers (15) opening power drive (15a) acts.

6. Current-limiting high-voltage fuse only after one Melting of the fusible conductor axially emerging from the fuse housing striker according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that the striker (13) on the auxiliary rod (14) in acts in the same way as the pressure member (9).