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Anordnung zum Abschalten von Überströmen in Hochspannungsanlagen Gegenstand
der Erfindung ist eine Einrichtung zu in Abschalten von Überströmen in Hochspannungsanlagen.
G;niüli der Erfindung liegt in Reihe zur .-1lisclialtvorriclittiiig eine Funkenstrecke
und parallel zu dieser Reihenschaltung eine besondere Sicherung. Diese übernininit
im normalen Betrieb die Stroinfiihrung. lin Falle eines LI>erstromes brennt diese
Sichertnig durch, und die bei dieser Unterbrechung auftretende Cberspannung bringt
die Funkenstrecke zum Überschlag, wodurch die eigentliche Abschaltvorrichtung in
den Stromkreis eingeschaltet wird und den Überstrom unterbricht. Während dieses
Abschaltvorganges hat die Sicherung Zeit, sich zu entionisieren, so daß beim endgültigen
Abschalten des Stromes keine Rückzündung in der Sicherung zu befürchten ist. Durch
die Erfindung ,ist es möglich, für die eigentliche Absehaltvorrichtung solche zu
verwenden, die an sich für den Unterbrechungsvorgang sehr geeignet sind, die aber
den normalen Betriebsstrom nicht vertragen oder bei Führung des Betriebsstromes
sehr groß dimensioniert werden müßten, so-daß sich ihre Anwendung zu sehr verteuert.
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So kann man beispielsweise bei der Anordnung nach der Erfindung als
eigentliche Abschaltvorrichtung eine Jodsicherung verwenden. Solche Jodsicherungen
bestehen aus einem Leiter, der von Jodsäureanhydrid als Löschmittel umgeben ist.
Dieses hat die Eigenschaft, sich bei normaler Temperatur nicht zu zersetzen, -,volil
aber schon bei 5o bis 6o° C. Würde man daher eine solche Sicherung normalerweise
vom Betriebsstrom durchfließen lassen, so @v äre eine solche Erwärmung schwer zu
vermeiden, und es würde sich das Löschmittel unter Abscheidung von Jod zersetzen
und den Leiter zerstören. Schaltet inan aber diese Sicherung erst ein, wenn Überstrom
auftritt, so kann man ihre guten Eigenschaften, nämlich die Unterbrechung des Stromkreises
ohne
nennenswerte Überspannung, ausnutzen, und man kommt mit einer verhältnismäßig kleinen
Baulänge aus. Auch andere ähnlich chemisch wirkende Sicherungen können als Abschaltvorrichtung
verwendet werden.
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Auch neuartige Sicherungen, welche darauf beruhen, daß eine konzentrierte
Lösung infolge Verarmung an Ionen geringere Leitfähigkeit aufweist als eine verdünnte
Lösung, sind, wenn man die Anordnung nach der Erfindung ausführt, anwendhar. Solche
Sicherungen verwenden beispielsweise eine Kieselgurmasse, die mit Kalkwasser getränkt
ist. Durch den Überstrom verdunstet das Wasser, so daß die Leitfähigkeit des Stromkreises
verkleinert wird und schließlich die Unterbrechung stattfindet. Auch eine derartige
Sicherung kann erst durch Anwendung der Erfindung für die Abschaltung von Leberströmen
benutzt werden und hat den Vorteil, ilaß lediglich durch Nachfüllen von Wasser nach
jeder Unterbrechung die Sicherung wieder betriebsbereit gemacht werden kann.
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Ebenso kann man durch die Anordnung nach der Erfindung auch Elektrolytsicherungen
mit Vorteil anwenden, die darauf beruhen, daß im Falle des Stromdurchganges zwei
Flüssigkeiten zusammengebracht werden, die eine Lösung bilden, deren Widerstand
durch Verdampfen des Wassers vergrößert wird. Beispielsweise kann man hierzu Schwefelsäure
und Käliumlauge verwenden.
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Ferner können als Abschaltvorrichtungen Sicherungen angewendet werden,
bei denen beim Stromdurchgang aus zwei Metallen eine Legierung entsteht, deren Widerstandswert
größer ist als der der I?inzelinetalle. Man kann beispielsweise eine Sicherung aus
Kupfer- und Nickeldrähten in Form einer Litze zusammengedreht verwenden. Wird diese
vom lrllerstrom durchflossen, so schmelzen das Kupfer und das Nickel, und es bildet
sich allmählich eine Legierung mit hohem Widerstand. Die so veränderte fitze unterbricht
schließlich durch Abschmelzen clen Strom. Eine solche Sicherung bietet den Vorteil,
daß sie einen von kleinen Werten ansteigenden Widerstand aufweist, -wodurch die
Stromunterbrechung ohne nennenswerte Überspannungen hewirkt werden kann.
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.Man kann zur Stromunterbrechung auch Widerstände verwenden, deren
Widerstandsbetrag mechanisch stufenweise oder stetig vergrößert wird. I lier läßt
sich durch Amvendung der Erfindung die Vorrichtung sehr klein halten, da sie für
den Normalstrom nicht bemessen zu werden braucht. Man kommt also mit einem verhältnismäßig
kleinen Volumen des Widerstandes aus, der bei Auftreten von Leberströmen eingeschaltet
wird und vergrößert wird, bis durch Unterbrechen des Widerstandes der i'llerstrom
abgeschaltet wird.
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.111e diese Unterbrechungsvorrichtungen, die entweder die Erwärmung
durch den normalen Strom nicht vertragen oder für das Durchfließen des normalen
Stromes sehr umfangreich würden, kann man also bei Anwendung der Erfindung unter
Ausnutzung ihrer guten Eigenschaften für die Unterbrechung nutzbar machen. Die Erfindung
unterscheidet sich grundsätzlich von bekannten Einrichtungen. hei denen in einer
Sicherung ein Haupt- und ein Nebenschmelzleiter angeordnet sind. Bei diesen bekannten
Sicherungen werden in einem Sicherungsrohr ein Hauptschmelzleiter und ein \ebenschmelzleiter
vorgesehen, wobei nach Durchschmelzen des Hauptschmelzleiters der Nebenschinelzleiter
eingeschaltet wird, der so bemessen ist, daß er die Unterbrechung des Stromkreises
bewirkt. 13ei der Anordnung nach der Erfindung dagegen wird der eigentlichen Abschaltvorrichtung
eine gesonderte, also räumlich von dieser getrennte Schmelzsicherung parallel geschaltet,
wodurch es möglich wird, in einfacher Weise eine Abschaltvorrichtung zu schaffen.
bei welcher solche Abschaltvorrichtungen verwendet werden können,die im Hinblick
auf die kurze l?insclialtclauer in besonders zweckmäßiger Weise ausgebildet sein
können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Mit i ist eine Abschaltvorric'htung, beispielsweise eine _lodsicherung oder eine
Glektrolytsicherung bezeichnet. In Reihe finit ihr liegt eine Funkenstrecke 2. Parallel
zu dieser Reihenschaltung ist eine Sicherung 3 vorgesehen. Diese hat die Aufgabe,
normalerweise den Strom zu führen und bei Cberstroin den Strom auf die eigentliche
Abschaltvorrichtung zu übertragen. Wenn ein Überstrom auftritt, brennt diese Sicherung
durch, und durch die entstehende Llberspannung wird die Funkenstrecke 2 durchschlagen,
wodurch der Strom über die Sicherung i geführt wird. Hierdurch wird die Sicherung
3 vom Strom entlastet. Sie kann also allkühlen, so claß in ihr eine Unterbrechungsstelle
mit ausreichender Durchschlagsfestigkeit auch bei verhältnismäßig geringem Abstand
ensteht. In der Zwischenzeit spricht die Sicherung i an, die so gepfählt ist, claß
sie beispielsweise durch geeignete :\laterialzusammensetzung eine besonders hohe
Löschfähigkeit aufweist. Es wird also auf diese Weise eine leichte Unterbrechung
von Stromkreisen hoher Leistung bei verhältnismäßig hohen Betriebsspannungen ermöglicht,
für welche bisher der I3au von brauchbaren Hochleistungsschmelzsicherungen oder
anderen Allschaltvorriclitungen nicht wirtschaftlich möglich war.