-
Hochspannungssicherung Die bisherigen Hochspannungssicherungen sind
insbesondere bei Bemessung für niedrige Nennströme im allgemeinen nicht in der Lage,
Wanderwellenströme durchzulassen, ohne anzusprechen und den Stromkreis zu unterbrechen.
Wanderwellenströme können .bekanntlich durch atmosphärische Vorgänge, namentlich
Blitzeinschläge, oder durch Schaltvorgänge hervorgerufen sein. Sie sind durch einen
äußerst raschen, kurzzeitigen Stromanstieg in Verbindung mit einem entsprechenden
Spannungsanstieg gekennzeichnet. Normalerweise sind zu ihrer Abführung nach Erde
überspannungsableiter vorgesehen. Sicherungen dagegen stellen überlastungsschutzeinrichtungen
dar und sollen im allgemeinen nur bei Kurzschlüssen bzw. bleibenden Überlastungen,
aber nicht beim Auftreten von Wanderwellen ansprechen.
-
Eine solche Arbeitsweise wird durch die Erfindung ermöglicht. Diese
bezieht sich auf eine Hochspannungssicherung mit einem den Schmelzleiter bei Stoßbeanspruchung
entlastenden Nebenschluß, insbesondere einer Funkenstrecke. Das Kennzeichen der
Erfindung besteht darin, daß in dem Stromzweige des Schmelzleiters ein induktiver
Widerstand angeordnet ist, der so ausgebildet und bemessen ist, daß sein Widerstandswert
bei Stoßbeanspruchung erheblich zunimmt, so daß der Stoßstrom auf den Nebenschluß
abgedrängt wird. Eine solche Wirkungsweise ist bei Anordnungen ohne einen solchen
induktiven Widerstand nicht möglich, da es hierfür gerade auf die Zunahme des Widerstandswertes
bei Stoßbeanspruchung ankommt.
-
Eine solche Anordnung läßt sich z. B. zur Abschaltung beschädigter,
d. h. den nachfolgenden Betriebsstrom nicht löschender Überspannungsableiter verwenden.
Auch eignen sich solche Einrichtungen zum überlastungsschutz mit überspannungsableitern
ausgerüsteter Geräte, insbesondere Transformatoren.
-
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert.
-
Die Sicherung i nach Fig. i besitzt ein aus vorzugsweise gasabgebendem
Isolierstoff bestehendes Auspuffrohr z mit flanschartigen Endarmaturen q., 6 aus
Metall. Im Innern
des Rohres ist der Sicherungseinsatz 8 untergebracht,
dessen oberes Ende io mit der Endarmatur 4 und der Kappe 12 leitend verbunden ist.
Das untere Ende 14 des Schmelzleiters ist über eine flexible Leitung 16 vermittels
einer Klemme 18 mit der Endarmatur 6 verbunden.
-
Der Aufbau des Sicherungseinsatzes 8 ist in Fig. 2 dargestellt. Ein
Isolierrohr 20 ist an einem oberen Endstück 2q., das mit dem Teil i o verbunden
ist, unter Vermittlung eines Abstandsringes 22 durch Reibung festgehalten. Das Rohr
2o und der Ring 22 bestehen aus einem Isolierstoff, wie Fiber, der bei entsprechender
Bemessung beim Ansprechen der Sicherung infolge des auftretenden Druckes zu Bruch
geht. Das Endstück 24. besitzt eine Bohrung 28, durch die das Ende eines Leiters
26 hindurchgesteckt und durch Löten o. dgl. befestigt ist. Der Leiter 26 ist um
ein kleines Isolierrohr 32 aus Fiber o. dgl. in Windungen herumgelegt, so daß er
eine Induktionsspule bildet. Die gegenseitige Isolation der Windungen 3o des Leiters
26 wird durch Emaillierung, Umspinnen mit Seide o. dgl. gebildet. Im Innern des
Isolierrohres 32 kann man einen Eisenkern 34 beispielsweise in Form eines Eisendrahtstückes
anordnen. Das untere Ende des Leiters 26 geht in ein kurzes Schmelzleiterstück 36
z. B. aus einer Bleilegierung oder aus Silber über. Es ist z. B. durch Löten an
einem unteren Endstück 1 4. der Sicherung befestigt. Parallel zu dem Schmelzleiter
36 ist zu dessen mechanischer Entlastung ein stärkerer Draht von vergleichsweise
hohem Widerstand 38 vorgesehen. Er reicht durch eine Bohrung ¢o im Endstück 1q.,
an dem er z. B. durch Löten befestigt ist. Zur mechanischen Entlastung der Windungen
30 ist parallel zu diesen ein Isolierstreifen 42 aus Seide, Fiber o. dgl.
angeordnet.
-
Das Rohr 20 ist von zwei Rohrelektroden 44, 4.6 umschlossen, von denen
die obere, 44, an dem Endstück i o und die untere, 46, an dem beweglichen Endstück
14 befestigt und durch eine Feder 5o gegen das Isolierrohr 2o abgestützt ist. Zwischen
den beiden Rohrelektroden ¢4., 46 befindet sich eine Funkenstrecke, die möglichst
kurz eingestellt sein soll.
-
Die Sicherung arbeitet folgendermaßen: Bei dauernder Überlast oder
Kurzschluf schmilzt zuerst der Schmelzleiter 36 und kurz darauf der Leiter 38. Die
Feder 5o wird dadurch freigegeben und schleudert das untere Endstück 1 4. mit der
unteren Rohrelektrode 46 aus der Sicherung heraus. Bei sehr großen Abschaltströmen
zerbricht sogleich das Rohr 2o, so daß die darin eingeschlossenen Gase in die durch
das Rohr 2 gebildete größere Kammer expandieren. Bei Wanderwellen dagegen verursacht
der plötzlich auftretende Stoßstrom einen Spannungsanstieg an der Induktionsspule
3o, so daß ein über-' schlag zwischen den Rohrelektroden 4.4, 46 stattfindet. Induktivität
und Funkenstrecke sind so bemessen, daß der Überschlag stattfindet, bevor der durch
den Schmelzleiter fließende Strom diesen zum Schmelzen bringt. Ist die Funkenstrecke
übergeschlagen, so wird die Wanderwellenenergie über den Lichtbogen unter Umgehung
des Schmelzleiters weitergeleitet. Ist dies geschehen, so nimmt der Spannungsabfall
längs der Spule 3o wieder seinen normalen Wert an, und der Lichtbogen an der Funkenstrecke
erlischt.
-
Das Stromlaufbild der Sicherung ist in Fig. 3 wiedergegeben. Fig.
q. zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung einer Verwendungsmöglichkeit derartiger
Sicherungen. 52 ist eine Leitung, an welche über eine weitere Leitung 5 4. eine
Sicherung i nach der Erfindung angeschlossen ist. Von hier aus führt eine Leitung
56 zur einen Anschlußklemme der Primärwicklung eines Transformators 62, zu welcher
ein Überspannungsableiter 58 parallel geschaltet ist. Die andere Klemme der Primärwicklung
ist über eine Leitung 6o geerdet. Die Sicherung i dient hier- dazu, im Falle einer
Beschädigung des Ableiters, so daß er den nachfolgenden Betriebsstrom nicht löscht,
die Leitung zu unterbrechen, wobei der Vorteil besonders zustatten kommt, daß die
Sicherung durch Stoßströme nicht zum Ansprechen gebracht wird. Diese Anordnung hat
auch den Vorteil, daß der Ableiter dichter an den zu schützenden Apparat oder Stromkreis
herangesetzt werden kann, so daß ein besserer Schutz erreicht wird. Wird die Sicherung
unmittelbar mit dem Ableiter in Reihe geschaltet, so braucht im Falle einer Beschädigung
des Ableiters der Betrieb des zu schützenden Gerätes oder Stromkreises nicht unterbrochen
zu werden.