DE739212C - Sicherungsanordnung fuer Hochspannungsanlagen - Google Patents

Sicherungsanordnung fuer Hochspannungsanlagen

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Publication number
DE739212C
DE739212C DES124553D DES0124553D DE739212C DE 739212 C DE739212 C DE 739212C DE S124553 D DES124553 D DE S124553D DE S0124553 D DES0124553 D DE S0124553D DE 739212 C DE739212 C DE 739212C
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DE
Germany
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fuse
spark gap
arrangement according
fuse arrangement
parallel
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Expired
Application number
DES124553D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hanns Laepple
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/44Structural association with a spark-gap arrester

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Fuses (AREA)

Description

  • Sicherungsanordnung für Hochspannungsanlagen Hochspannungssicherungen, deren Schmelzelement sich in einem Isolierrohr befindet, werden häufig bei Gewittern, insbesondere durch unmittelbare Blitzschläge, zertrümmert, weil der Schmelzleiter durch Stoßströme so schnell in Metalldampf verwandelt wird, .daß eine Sprengwirkung zustande kommt. Diese Wirkung tritt sowohl bei vollkommen geschlossenen Sicherungen mit Löschmittelfüllung ein als auch bei Ausblassicherungen, die an einer oder an beiden Stirnseiten offen sind. Eine Sicherung, die beispielsweise eine Energiemenge von 12 Kilowattsekunden ohne Schwierigkeiten aufnehmen kann, wenn der Energieumsatz über einige Millisekunden verteilt vor sich geht, kann schon durch eine Energiemenge von 3 Kilowattsekunden gesprengt werden, wenn diese innerhalb einiger Mikrosekunden auftritt. Eine Ursache hierfür kann darin erblickt werden, daß zwischen den Polen von Sicherungen, die infolge von Stoßströmen durchschmelzen sehr hohe Spannungen entstehen können. Wenn nämlich der Schmelzleiter plötzlich verdampft, ,ist der Metalldampf zunächst ein guter Isolator, der sich plötzlich an Stelle des gutleitenden Schmelzstreifens zwischen die Pole der Sicherung einschaltet und den Stromfluß augenblicklich abzuriegeln sucht. Die magnetische Energie / des-Stoßstromes wirkt aber einer plötzlichen Stromunterbrechung entgegen und verursacht einen Spannungsanstieg an der Unterbrechungsstelle. Die an den Polen der Sicherung auftretende Spannung ist nun um so höher, je steiler der Anstieg des Stoßstromes, also je größer die Gefahr für ein Zersprengen des Sicherungsrohres ist. Man kann ,demnach die Höhe der entstehenden Spannung an den Polen der Sicherung als Maßstab für die Beanspruchung der Sicherungsröhren auf Zersprengen verwenden und somit die Zersprengung verhindern, indem man die Spannungsbeanspruchung mit Hilfe einer Funkenstrecke begrenzt.
  • Es ist bekannt, Schmelzsicherungen, wie sie beispielsweise ganz allgemein in elektrischen Fernmeldeanlagen verwendet werden, durch eine parallel beschaltete Funkenstrecke zu schützen, die es auch bei verhältnismäßig kleinen Stromstärken gestatten soll, kurzzeitige Überspannungen aufzunehmen, ohne daß die Sicherung durchbrennt. Eine andere bekannte Anordnung besteht aus einer geschlossenen Freileitungssicherung, zu der eine Funkenstrecke parallel geschaltet ist, die jedesmal beim Ansprechen der Sicherung einen Überschlag einleiten soll, um die stoßartigen Rückwirkungen aufzunehmen, die bei einer durch die Sicherung herbeigeführten Stromunterbrechung auftreten. Durch das häufige Ansprechen der Funkenstrecke wird aber der Vorteil der geschlossenen Sicherungsbauweise, die darin besteht, daß frei im Raume brennende Lichtbögen nach Möglichkeit unterbunden werden, so gut wie hinfällig.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, in Hochspan ungsanlagen die Zertrümmerung von Sicherungsrohren mittels einer parallel geschalteten, auf gefährliche Überspannungen ansprechenden Funkenstrecke zu vermeiden, führte nun zu folgender Überlegung, auf der sich die Erfindung aufbaut: Da durch Blitzströme, die in eine Station einziehen, Schmelzsicherungen, verglichen mit anderen Schaltgeräten, besonders gefährdet sind, weil sie, noch während der Blitzstrom fließt, abzuschalten versuchen und dabei aus den oben angegebenen Gründen gewöhnlich zerstört werden, so verzichtet man in solchen, und zwar nur in solchen Fällen lieber auf die Abschaltung durch die Sicherungen in dieser Station und überläßt die notwandigen Abschaltungen einer übergeordneten Unterbrechungseinrichtung, die infolge ihrer Bauart oder infolge ihres Einbauortes durch den aufgetretenen Blitz nicht gefährdet ist. Die Annäherung der Sicherungspole aneinander braucht nun aber nicht so weit zu gehen, daß etwa dadurch die Sicherung nach der Zerstörung .des Schmelzleiters einen besonders schwachen Punkt in der Anlage bildet und deren Betriebssicherheit gegenüber dein durch die Isolationsfestigkeit der übrigen Einrichtungen eingehaltenen Mindestwert herabsetzt. Der gewünschte Ablauf der Vorgänge bei einem Blitzschlag tritt vielmehr auch dann ein, wenn erfindungsgemäß der Elektrodenabstand der zur Sicherung parallel geschalteten Funkenstrecke so groß ist, daß der Isolationswert der nach demnAnsprechen der Sicherung vorhandenen Trennstrecke größer ist als der Mindestisolationswert der übrigen Anlagenteile. Die Überschlagspannung zwischen den Funkenstreckenelektroden wird also nicht etwa auf einen niedrigeren Wert herabgedrückt als die Überschlagsspannung der Isolatoren in der Anlage, in der die Sicherung eingebaut ist. Die Gefahr eines Überschlages an diesen Isolatoren durch eine an der Sieherung möglicherweise entstehende Überspannung besteht trotzdem nicht, da ja die Isolatoren nicht zur Sicherung parallel liegen, sondern die im Betriebe spannungführenden Teile mit der Erde verbinden. Falls also der Ausgleich einer an der Sicherung entstandenen Überspannung über einen Isolator verlauten sollte, so müßte seine Bahn über Erde und einen weiteren Isolator, d. h. mindestens über zwei Isolatoren hintereinander führen, so daß ein Überschlag infolge einer solchen Überspannung auch bei der angegebenen Bemessung des Elektrodenabstandes niemals an einem Isolator auftreten kann, sondern stets an der Funkenstrecke erfolgen muß. Die vorn Üblichen abweichende erfindungsgemäße Bemnessung von zu Sicherungen parallel geschalteten Funkenstrecken hat jedoch den Vorteil, daß die Ausbildung frei im Raume brennender Lichtbögen auf diejenigen Fälle beschränkt ist, die sowieso nicht einwandfrei beherrscht werden können, nämlich auf die Folgen von Blitzschlägen in nächster Nähe der Sicherungen. Diese Folgen können durch die Erfindung wenigstens gemildert werden, indem sie nicht zur völligen Zerstörung der Sicherungskörper führen können. Dazu brauchen die Sicherungsrohre, da die für die erfindungsgemäß höchstmögliche Innenbeanspruchung erforderliche Festigkeit des Sicherungskörpers bei Anwendung der bisher für Sicherungsrohre üblichen Wandstärken bereits erreicht oder übertroffen ist, nicht einmal stärker bemessen zu «werden, im Gegenteil, sie können sogar infolge der durch die Annä herung der Elektroden erzielten Begrenzung der Beanspruchung auf Zersprengen in vielen Fällen noch schwächer gewählt werden. Andererseits ist aber mnit der Erfindung der Vorteil verbunden, daß der Weiterbetrieb anderer etwa, hinter der übergeordneten Unterbrechungseinrichtung abgezweigter -Netzteile durch die Zerstörungen in der vom Blitz getroffenen Station nicht verhindert wird. Div nach der Erfindung ausgebildeten Sicherungen schalten zwar diese Station nicht ab, brennen jedoch -durch, sodal) die kranke Station vorn Netz abgetrennt ist, wenn die übergeorrInete Unterbrechungseinrichtung beispielsweise durch eine selbsttätige Einrichtung sofort wiedereingeschaltet wird. lach Abtrennung des kranken Anlageteiles ist infolge der erfindungagernäßen Bemessung des Elektroden:abstandes der Isolationswert der ini Betriebe verbleibenden gesun:len Netzteile der gleiche wie im Normalzustand.
  • In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele cier Erfindung in den Fig. i und 2 dargestellt. Fig. 3 gibt eine besorider-e Anordnung der Sicherung innerhalb eine Netzteiles an. In Fig. I ist mit II ,das beispielsweise aus Porzellan bestehende Sicherungsrohr bezeichnet, das durch die metallenen Kappen 12 und I3 beiderseits abgeschlossen ist. Zwischen den Kappen ist im Innern des Rohres der Schmelzleiter I4 in Gestalt einer Locke untergebracht. Der Innenraum des Sicherungsrohres ist mit einem die Lichtbogenlöschung fördernden Pulver gefüllt. Die Kappen Ia und I3 besitzen einander zugekehrte lappenförmige Ansätze I5 und 16.
  • Statt der besonderen Kappenausbildung kann auch nach Fig.2 bei Benutzung einer gewöhnlichen auswechselbaren Sicherung 2I zu dieser eine ortsfest eingebaute, insbesondere mit Kugelelektroden 22 und 23 versehene Funkenstrecke von entsprechend der Erfindung bemessener Schlagweite parallel geschaltet sein, die beispielsweise an den Sicherungsträgern 24 und ä5 befestigt sind.
  • Nach der weiteren Erfindung werden die einander zugekehrten Enden der Ansätze I5' und I6 abgerundet. Dadurch wird erreicht, daß die überschlagsspannung bei Stoß verhältnismäßig nahe an der bei normaler Frequenz liegt. Die Funkenstrecke kann infolgedessen verhältnismäßig kurz sein, ohne daß auch bei einer niedriger Frequenz ein Überschlag zu befürchten ist, wie es bei scharfkantigen oder spitzen Elektroden der Fall wäre Außerdem ist bekanntlich bei abgerundeten Elektroden der Entladeverzug gering.
  • Da ein Überschlag zwischen den Elektroden des Sicherungsrohres im allgemeinen einen Lichtbogen zur Folge hat, kann nach der weiteren Erfindung durch Trennwände aus Isoliermaterial dafür gesorgt werden, daß der Lichtbogen keine großen Zerstörungen anrichtet.
  • Es können erfindungsgemäß auch Röhren 26 (Fig. 2) aus Hartpapier oder Fiber um die Überschlagsstrecke herum angeordnet sein, die eine so große lichte Weite haben, daß sie durch den Blitzstrom nicht zersprengt werden, aber den darauf folgenden Betriebs-oder Kurzschlußstromlichtbogen am Herumflattern verhindern. Dabei tritt in den Röhren eine Auspuffwirkung auf, die unter Umständen den Lichtbogen löscht, bevor der übergeordnete Schalter anspricht.
  • Fig. 3 zeigt einen Netzteil mit drei Unterstationen 34 32, 33, der über einen Schalter 30 an eine Hauptleitung 29 angeschlossen ist. Die Unterstationen sind durch erfindungsgemäß ausgebildete Sicherungen 41, 42 und 43 geschützt. Es sei angenommen, daß in der Nähe der Unterstation 33 ein Blitz einschlägt. Dann schmilzt der Streifen der Sicherung 43, und gleichzeitig findet an ihren Polen .ein Überschlag statt. Es sei weiter angenommen, daß der Blitz in der Station 33 zur Erde überschlägt und dabei einen Kurzschluß einleitet. Durch :den Kurzschlußstrom wird der Schalter 3o ausgelöst, der dann den Kurzschlußstrom unterbricht. Er wird dann beispielsweise durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte selbsttätige Einrichtung sofort wieder eingeschaltet. Die Stationen 3i und 32 werden dadurch wieder in Betrieb genommen, während die beschädigte Station 33 abgetrennt ist. .

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sicherungsanordnung für Hochspannungsanlagen mit einer von einem Isolierrohr umschlossenen Sicherung und einer dazu parallel geschalteten, auf gefährliche Überspannungen ansprechenden Funkenstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Funkenstreckenelektroden so groß ist, daß der Isolationswertder nach dem Ansprechen der Sicherung vorhandenen Trennstrecke höher ist als der Mindestisolationswert der übrigen Anlagenteile.
  2. 2. Sicherungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer gewöhnlichen auswechselbaren Sicherung eine besondere ortsfest eingebaute Funkenstrecke, insbesondere eine Kugelfunkenstrecke, parallel geschaltet ist.
  3. 3. Sicherungsanordnung nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß neben der Sicherung Trennwände aus Isolierstoff angebracht sind.
  4. 4.. Sicherungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke von einem stirnseitig offe= nen Rohr aus lichtbogenfestem Isolierstoff, vorzugsweise aus Fiber, umgeben ist.
  5. 5. Sicherungsanordnung nach Anspruch i, -dadurch gekennzeichnet, .daß die Anschlußkappen der Sicherung mit einander zugekehrten und an ihren freien Enden abgerundeten Ansätzen versehen sind.
  6. 6. Sicherungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Sicherung und Funkenstrecke -bestehende Parallelschaltung mit einer übergeordneten,- selbsttätig wieder eiinschaltenden Unterbrechungseinrichtung in Reihe geschaltet ist.
DES124553D 1936-10-15 1936-10-15 Sicherungsanordnung fuer Hochspannungsanlagen Expired DE739212C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2533082A1 (fr) * 1982-09-09 1984-03-16 Protel Dispositif protecteur d'un circuit electrique

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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