DE716744C

DE716744C - Electrical system that can be switched off by fuses

Info

Publication number: DE716744C
Application number: DES129426D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Manfred Schleicher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1937-11-04
Filing date: 1937-11-04
Publication date: 1942-02-16

Description

Durch Sicherungen abschaltbare elektrische Anlage Bekanntlich macht die Steuerung von Schaltvorgängen durch ein Relais Schwierigkeiten, wenn zwischen dem vom Relais gesteuerten Stromkreis und dem vom Relais überwachten Anlageteil eine große Spannungsdifferenz besteht: Diese Spannungsdifferenz -mußdann entweder durch das Relais oder durch Verwendung von Zwischenwandlern überwunden werden. Man- hat versucht, diese Schwierigkeit zu lösen, indem man das Relais durch eine isolierende Stange oder durch ein Fallgewicht auf eine Kontakteinrichtung einwirken ließ, und hat durch diese Kontakteinrichtung einen Steuerkreis betätigt.Make known the electrical system that can be switched off by fuses the control of switching operations by a relay Difficulty when between the circuit controlled by the relay and the part of the system monitored by the relay there is a large voltage difference: This voltage difference must either be overcome by the relay or by using intermediate transformers. Man- tried to solve this difficulty by putting the relay through an isolating one Allowed to act on a contact device by a rod or by a falling weight, and has actuated a control circuit through this contact device.

Die Erfindung geht von der Verwendung eines Fallgewichts aus, jedoch wird dieses Fallgewicht nicht benutzt, um einen'Kontakt in einem Steuerkreis zu schließen, sondern der fallende oder fortgeschleuderte Kontaktkörper wird benutzt, um einen Fehler in der zu schützenden Anlage herbeizuführen, der mit Gewißheit die tatsächliche Abschaltung des betreffenden Anlageteils zur Folge hat.The invention is based on the use of a falling weight, however this drop weight is not used to make a contact in a control circuit close, but the falling or thrown contact body is used, in order to cause a fault in the system to be protected, which will with certainty the actual shutdown of the relevant part of the system.

Bei solchen Anlagen nämlich, die durch Sicherungen abgesichert sind, also nicht .durch automatische Abschalteinrichtungen spannungslos gemacht werden können, ist eine durch das Fallgewicht bewirkte Kontaktschließung nicht ohne weiteres ausnutzbar für die Abschaltung des gefährdeten Anlageteiles. Es gibt aber sehr viele solcher Geräte, die mit Rücksicht auf die Kosten nicht selbsttätige Abschaltein.richtungen, sondern nur Sicherungen besitzen, welche ansprechen, wenn .die Stromstärke einen gewissen Grenzwert übersteigt. Solche Apparate sind beispielsweise die zahlreichen m einem ländlichen Energieversorgungsbezirk verteilt an-' geordneten kleineren Transformatoren, die in kleineren unibedienten und nur in großen Zeitabständen revidierten Transformatoren- Stationen untergebracht sind. Auch im städtischen Versorgungsnetz und im Industrieversorgungsgebiet kommen solche Kleintransformatorenstationen vor, bei denen sich die Aufstellung besonderer Schutzrelaiseinrichtungen und leistungsfähiger Ölschalter nicht lohnt. Ein anderes Anwendungsbeispiel für die Erfindung bieten Kondensatoren, Batterien oder Drosselspulen, namentlich in den Fällen, in denen diese Apparate mit Schutzeinrichtungen ausgestattet werden können, die nicht von der Stromaufnahme des Apparates abhängig sind. Schutzeinrichtungen der erwähnten Art sind beispielsweise solche, die bei übermäßiger Erwärmung bei Entstehung eines inneren Überdruckes im Ölkessel oder die bei Gas-oder Rauchentwicklung im Isolationsmaterial zum Ansprechen kommen. Durch das Ansprechen solcher Sicherungsgeräte muß der betreffende Anlageteil abgeschaltet werden, was bei Fehlen selbsttätiger Abschaltvorrichtungen am vorteilhaftesten dadurch geschieht, daß die Sicherungen in der Speiseleitung dieses Anlageteiles zum Ansprechen kommen.In the case of systems that are secured by fuses, so not .be made voltage-free by automatic disconnection devices contact closure caused by the falling weight is not easy can be used to switch off the endangered part of the system. But there are very many such devices that do not have automatic disconnection devices, taking into account the costs, but only have fuses that respond when .the amperage one exceeds a certain limit. Such devices are, for example, the numerous Small transformers arranged in a rural energy supply district, the transformers that are revised in smaller uni-operated and only at long intervals Stations are housed. Also in the urban supply network and in the industrial supply area such small transformer stations occur in which the installation special protective relay devices and powerful oil switch are not worthwhile. Another example of application for the invention is provided by capacitors and batteries or reactors, especially in those cases in which these apparatuses are equipped with protective devices can be equipped that do not depend on the power consumption of the device are. Protective devices of the type mentioned are, for example, those at excessive heating when an internal overpressure occurs in the oil boiler or which respond to gas or smoke development in the insulation material. By the relevant part of the system must be switched off to respond to such safety devices which is most advantageous in the absence of automatic cut-off devices happens that the fuses in the feed line of this part of the system to respond come.

Gemäß der Erfindung wird bei durch Sicherungen abschaltbaren elektrischen Anlagen durch das Überwachungsgerät bei dessem Ansprechen ein Kontaktkörper fortgeschleudert, der in einer vom Überwachungsgerät entfernten Stelle einen Kurzschluß oder einen Erdschluß oder beides. in der abgesicherten Anlage hervorruft. Hierzu kann man vort.eilhafterweise den Kontaktkörper selber als Kurzschlußbrücke oder Erdschlußbrücke benutzen, wenn der aus einem leitenden Stoff besteht. Um bei mehrphasigen Anlagen zu verhindern, daß der zu schützende Anlageteil, Transformator, Motor o. dgl., einphasig Weiterbetrieben wird, was bekanntlich zu übermäßigen Erwärmungen führen kann, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Kontaktkörper nacheinander oder gleichzeitig zwei oder mehrere Elektroden miteinander oder mit Erde verbindet, die zu den verschiedenen Phasen der Anlage gehören und gegenseitig Spannung führen.According to the invention, in the case of electrical which can be switched off by fuses A contact body is thrown away by the monitoring device when it is triggered, a short circuit or a Earth fault or both. causes in the secured system. For this one can advantageously use the contact body itself as a short-circuit bridge or earth-fault bridge, if which consists of a conductive material. To prevent multi-phase systems, that the part of the plant to be protected, transformer, motor or the like, continues to operate in one phase which is known to lead to excessive heating, it is advisable to to make the arrangement so that the contact body successively or simultaneously connecting two or more electrodes to each other or to earth that lead to the different Phases belong to the system and mutually lead to tension.

Es sind durch Sicherungen abschaltbare elektrische Anlagen bekannt, bei denen z. B. bei zu hoher Erwärmung der Wicklung oder zu hoher Stromaufnahme ein Überwachungsgerät anspricht und unmittelbar einen Kurzschluß herbeiführt. Eine Anwendung dieser bekannten Einrichtungen bei Hochspannungsanlagen wäre aber nicht ohne weiteres möglich, denn dann müßte zwischen dem Überwachungsgerät und der Kurzschlußstelle eine hohe Isolation vorhanden - sein, die herzustellen Schwierigkeiten bereitet bzw. sehr teuer ist. Bei .der Einrichtung nach der Erfindung sind diese Schwierigkeiten überwunden, indem ein Kontaktkörper vom überwachungsgerät fortgeschleudert wird, der in einer entfernten Stelle den Kurzschluß hervorruft.Electrical systems that can be switched off by fuses are known where z. B. If the winding heats up too much or the current consumption is too high a monitoring device responds and immediately causes a short circuit. One However, it would not be possible to use these known devices in high-voltage systems easily possible, because then there would have to be between the monitoring device and the short-circuit point a high level of insulation must be present, which makes it difficult to establish or is very expensive. In .der device according to the invention, these difficulties overcome by hurling a contact body away from the monitoring device, which causes the short circuit in a distant place.

Die Herstellung des Kurzschlusses oder Erdschlusses zur Auslösung der Sicherungen durch den Kontaktkörper selber erfolgt am besten mit einem solchen Kontaktkörper oder mittels solcher Kurzschlußelektroden, die durch den entstehenden Lichtbogen nicht miteinander verschweißen. Deshalb wird zweckmäßigerweise entweder für den Kontaktkörper oder für die Elektroden Kohle als Baustoff verwendet. Damit nicht die Löschung des Lichtbogens zwischen den Elektroden Schwierigkeiten bereitet, erscheint es am vorteilhaftesten, die Elektroden aus Metall herzustellen und den Kontaktkörper, der eine Kugel ist, aus Kohle anzufertigen. Zur Beseitigung -des Lichtbogens kann ein Blasmagnet angeordnet sein, wie es an sich bekannt ist. Man kann die Anordnung derart treffen, daß ,der fallende oder fortgeschleuderte Kontaktkörper zunächst zwei Elektroden miteinander verbindet und zwischen diesen etwa .auf schiefer Ebene weitersollt und dadurch nacheinander auch die übrigen Elektroden miteinander verbindet, um die Sicherungen in diesen Leitern. zum Ansprechen zu bringen. Wenn es sich um den Schutz eines Transformators handelt, ist es zweckmäßig, den Kurzschluß auf der Niederspannungsseite des Transformators vorzunehmen, um dadurch auf der Hochspannungsseite angeordnete Sicherungen zum Ansprechen zu bringen. Der Widerstand des Transformators mildert hierbei die Wirkungen der Kurzschließung auf das übrige Netz. Bei einer Drosselspule kann u. U. auch eine besondere Kurzschließwindung angeordnet werden, die nur eine oder wenige Windungen von großem Querschnitt enthält und daher normalerweise keine nennenswerte Spannung zwischen ihren Enden besitzt. Durch Kurzschließung dieser Wicklung kann die Drosselspulsicherung ausgelöst werden. Der zur Kurzschließung verwendete Kontaktkörper wird entweder so geleitet, daß er, wie schon erwähnt, in einer schrägen Rinnenrolle nacheinander die verschiedenen Phasenleiter miteinander verbindet .und zum Schluß abfällt und damit die Kurzschließung beendet. Man kann aber auch den Kontaktkörper aus einem Stoff wählen, der durch den Kurzschlußvorgang schmilzt oder verdampft, so daß nachher die Anlage wieder ohne weiteres für die normale Spannung betriebsfähig ist.The creation of the short circuit or earth fault for tripping the fuse through the contact body itself is best done with one Contact body or by means of such short-circuit electrodes, which are created by the Do not weld the arcs together. Therefore it is appropriate to either carbon is used as a building material for the contact body or for the electrodes. In order to there is no difficulty in extinguishing the arc between the electrodes, it seems most advantageous to make the electrodes from metal and the Contact body, which is a ball, to be made from carbon. To eliminate the A blow magnet can be arranged in the arc, as is known per se. Man can make the arrangement such that the falling or hurled contact body first connects two electrodes with each other and between them about .aufschiefer Level and thereby the other electrodes one after the other connects to the fuses in these conductors. to respond. if It is a question of protecting a transformer, it is useful to avoid the short circuit on the low-voltage side of the transformer to make it on the Bringing fuses arranged on the high voltage side to respond. The resistance of the transformer mitigates the effects of the short-circuit on the rest Network. In the case of a choke coil, a special short-circuit winding can, under certain circumstances, also be arranged which contains only one or a few turns of large cross-section and therefore usually has no appreciable voltage between its ends. By short-circuiting This winding can trigger the choke pulse fuse. The one to short-circuit contact body used is either directed so that it, as already mentioned, in the various phase conductors with each other one after the other using an inclined channel roller connects .and drops at the end and thus ends the short circuit. One can but also choose the contact body made of a material that is affected by the short-circuit process melts or evaporates, so that afterwards the plant again easily for the normal voltage is operational.

Die Erfindung wird an Hand eines Beispieles erläutert. In diesem ist schematisch ein Transformator r mit einer Primärwicklung 2 und einer Sekundärwicklung 3 angedeutet. Die Primärwicklung 2 wird über eine Speiseleitung q. erregt, in welche Sicherungselemente 5 eingebaut sind. Auf dem Transformatorkasten ist eine Schutzeinrichtung 6 angedeutet, die beispielsweise ein Temperaturwächter, ein Buchholz-Relais sein kann, die bei ihrem Ansprechen einen kugeligen Kontaktkörper 7 abwirft. Der Kontaktkörper 7 fällt auf eine von .drei Elektroden 8, 9 und io gebildete Rinne und verbindet dabei zunächst die Elektroden 8 und 9 miteinander. Dann rollt die Kugel 7 weiter und verbindet die Elektroden-8, 9 und io und schließlich die Elektroden 9 und io miteinander. Diese Elektroden sind mit je einer Sekundärleitung des Transformators i verbunden, so daß also ,die Kontaktkugel ? nacheinander die einzelnen Phasen der Sekundärseite des Transformators miteinander kurzschließt. Unter den Elektroden 8, 9 und io sind zwei Relaismagnete i i und 12 :dargesfellt, welche verhindern, daß ein Dauerlichtbogen stehenbleibt, falls die Sicherungen 5 nicht ansprechen sollten. Die Kontaktkugel 17 wird schließlich in einem Gefäß 13 aufgefangen.The invention is explained using an example. In this is schematically, a transformer r with a primary winding 2 and a secondary winding 3 indicated. The primary winding 2 is a Feed line q. excited, in which fuse elements 5 are built. On the transformer box a protective device 6 is indicated, for example a temperature monitor, a Buchholz relay that has a spherical contact body when it responds 7 discards. The contact body 7 falls on one of three electrodes 8, 9 and io formed Trough and initially connects the electrodes 8 and 9 to one another. Then it rolls the ball 7 continues and connects the electrodes 8, 9 and io and finally the Electrodes 9 and io together. These electrodes each have a secondary lead of the transformer i connected so that so, the contact ball? one after the other the short-circuits the individual phases of the secondary side of the transformer. Under the electrodes 8, 9 and io there are two relay magnets i i and 12: which prevent a permanent arc from stopping if the fuses 5 shouldn't address. The contact ball 17 is finally in a vessel 13 caught.

Die Relaiseinrichtung 6 ist in dem Ausführungsbeispiel mit dem Transformatorgehäuse verbunden und befindet sich auf dessen Potential, d. h. auf Erdpotential. Dem Relais gegenüber besitzen die Elekträden 8, 9 und io die Spannungen, die zwischen den Phasenleitern und Erde auf -der Sekundärseite des Transformators herrschen. Wesentlich höher ist die Spannungsdifferenz, die durch die fallende Kugel überbrückt wird, wenn das Schutzrelais sich beispielsweise auf einem Hochspannungsisolator sowie dem Einführungsisolator eines Hochspannungstransformators befindet. Bei Transformatoren großer Leistung wird im allgemeinen eine selbsttätige Schaltvorrichtung vorhanden sein zur Abtrennung -des Transformators von der Hochspannungsleitung und gegebenenfalls auch von .der Niederspannungsleitung. Bei 1VZeßwandlerndagegen ist u. U. nur eine Sicherung vorhanden, welche dann durch Anwendung der Erfindung zum Ansprechen gebracht werden kann, indem der fallende Kontaktkörper einen Kurzschluß oder einen Erdschluß herbeiführt. Der Abstand zwischen den zur Kurzschließung dienenden Elektroden wird dann zwar größer sein müssen als zwischen den Niederspannungselektroden 8, 9 und io in der Zeichnung. Es kann aber der fallende Kontaktkörper durch seine Fallenergie einen Drahtbügel in eine Stellung bringen, in welcher dieser den Kurzschluß oder Erdschluß herstellt, oder es kann der fallende Kontaktkörper eine Klinke lösen, durch :die vermittels einer Federwirkung ein Kurzschließer dann eingeschaltet wird.The relay device 6 is in the embodiment with the transformer housing connected and is at its potential, i. H. on earth potential. The relay on the other hand, the electrodes 8, 9 and io have the voltages that are between the phase conductors and earth prevail on the secondary side of the transformer. Much higher the voltage difference that is bridged by the falling ball when the protection relay For example, on a high-voltage insulator and the lead-in insulator of a high voltage transformer. For transformers of high power there will generally be an automatic switching device for the separation -the transformer from the high-voltage line and possibly also from .the Low voltage line. In the case of 1V converter, however, there may only be one fuse which can then be made to respond by applying the invention by the falling contact body causes a short circuit or an earth fault. Of the The distance between the electrodes used for short-circuiting then increases must be than between the low voltage electrodes 8, 9 and io in the drawing. However, the falling contact body can, due to its fall energy, act as a wire bracket bring it into a position in which it creates the short circuit or earth fault, or the falling contact body can loosen a latch by: the mediating a spring action a short-circuiter is then switched on.

Um bei dreiphasigen Anlagen zu erreichen, daß die Sicherungen in sämtlichen Phasenleitern unterbrochen .werden, kann man eine Sicherungsanordnung benutzen, bei welcher in jedem Phasenleiter zwei Sicherungen hintereinander angeordnet sind. Die dem zu schützenden Apparat am nächsten liegenden Sicherungen werden dabei so angeordnet, daß sie sich gegenseitig beeinflussen, d. h. sie sind beispielsweise in einem gemeinsamen Porzellankörper untergebracht, so daß bei der Durchschmelzung zweier Sicherungsdrähte der andere Sicherungsdraht eine zusätzliche Heizung erfährt und dadurch geschwächt wird, so daß er, welcher durch die Kurzschließeinrichtung indem durch diese hervorgerufenen Strom zweifellos bis dicht an seine Ansprechgrenze belastet ist, dann auch mit Sicherheit anspricht, obwohl die Stromstärke nach dem Durchbrennen zweier Sicherungen niedriger wird. An sich birgt die Anordnung von drei Sicherungsdrähten mit einer Patrone die Gefahr in sich, daß sich ein Lichtbogen zwischen den Phasen bildet. Diese Gefahr ist aber ihrer Gefährlichkeit entkleidet, wenn gemäß der Erfindung mit dieser dreiphasigen Sicherung drei einphasige Sicherungen derart in Reihe liegen, daß von der Speiseseite aus gesehen zunächst die einphasigen Sicherungen und dann erst hinter ihnen die mehrphasige Sicherung angeordnet ist.In order to achieve in three-phase systems that the fuses in all Phase conductors are interrupted, a fuse arrangement can be used, in which two fuses are arranged one behind the other in each phase conductor. The fuses closest to the device to be protected will be like this arranged to influence one another, d. H. they are for example housed in a common porcelain body, so that when it melts through two fuse wires the other fuse wire experiences additional heating and is thereby weakened so that he, which by the short-circuiting device by the current evoked by this undoubtedly right up to its response limit is loaded, then responds with certainty, although the current strength after Blowing two fuses becomes lower. In itself the arrangement of three fuse wires with a cartridge run the risk of an electric arc forms between phases. But this danger is stripped of its dangerousness, if according to the invention with this three-phase fuse three single-phase fuses lie in series in such a way that, seen from the feed side, the single-phase first Fuses and only then the multi-phase fuse is arranged behind them.

Wenn der zu schützende Apparat einen geerdeten Nullpunkt oder einen herausgeführten 1Vulleiter besitzt, ist es möglich, eine allphasige Abschaltung der Sicherungen dadurch zu er±ielen, daß durch die Kurzschließanordnung nicht nur Verbindungen zwischen den Phasenleitern, sondern auch zwischen Phasenleitern und Nulleiter hergestellt werden. Wenn der Nullpunkt ,der zu schützenden Wicklung geerdet ist, erfüllt die bereits weiter oben angegebene Herstellung einer Erdverbindung den gleichen Zweck.If the equipment to be protected has an earthed zero point or a It is possible to switch off all phases of the fuses by not only using the short-circuiting arrangement Connections between the phase conductors, but also between phase conductors and Neutral conductors are established. If the zero point, the winding to be protected is earthed is, fulfills the establishment of an earth connection already given above the same purpose.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical system that can be switched off by fuses, in - which a monitoring device causes a short circuit when responding, thereby characterized in that the monitoring device (6) has a contact body when responding (7) is thrown away from you in a location remote from the monitoring device causes the short circuit or an earth fault or both in the protected system.

2. Electrical system according to claim i, characterized in that the contact body (7) of the monitoring device (6), the mating contacts (8, 9, io) of the contact body of the monitor or both made of non-welding conductive Material, e.g. B. made of coal.

3. Electrical system according to claim i and 2, characterized in that the contact body (7) of the monitoring device (6) at the short circuit caused by it melts or evaporates. d ..

Electric System according to claims i to 3, characterized in that the short-circuiting point (8, g, io) is under the action of a blow magnet.

5. Transformer system according to claims i to q., characterized in that the contact body (7) of the monitoring device (6) a short circuit on the low-voltage side (3) of the transformer (i) is brought about, whereby the fuses (5) on the high-voltage side (2) come to speak.

6. Electrical multi-phase system according to claim i to 5, characterized characterized in that the contact body (7) of the monitoring device (6) at the same time or one after the other connects all phase conductors to one another.