DE915477C

DE915477C - Arrangement for high-voltage switchgear of the cell type

Info

Publication number: DE915477C
Application number: DES32655D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Estorff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-02-28
Filing date: 1942-02-28
Publication date: 1954-07-22

Description

Anordnung für Hochspannungsschaltanlagen der Zellenbauart Bei Hochspannungsschaltanlagen der Zellenbauart können erhebliche Schäden und Betriebsstörungen dadurch auftreten, daß in einer Zelle ein Kurzschlußlichtbogen auftritt, der das Ausbrennen der Zelle, die Zerstörung der Zellenwandungen und dadurch auch das Übergreifen des Brandes auf weitere benachbarte Zellen verursachen kann.Arrangement for high-voltage switchgear of the cell design For high-voltage switchgear the cell design, considerable damage and malfunctions can occur as a result, that a short-circuit arc occurs in a cell, which burns out the cell, the destruction of the cell walls and thus the spread of the fire to other neighboring cells.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige verhängnisvolle Auswirkungen von Lichtbogenüberschlägen unmöglich zu machen und darüber hinaus überhaupt die Schäden, die ein Lichtbogen etwa anrichten kann, auf das kleinstmögliche Maß zu begrenzen. Ihr Vorschlag besteht darin, eine Sicherheitsfunkenstrecke in der Zelle vorzusehen, die so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie einen etwa auftretenden Störungslichtbogen übernimmt und durch Verkürzung des Überschlagweges selbsttätig auf geringe Spannung bringt oder im weiteren Verlauf sogar ganz beseitigt, indem er eine unmittelbare metallische Überbrückung der Sammelschienen herbeiführt. Das Übernehmen des Lichtbogens und das Verkürzen bzw. Beseitigen kann nacheinander und z. B. zeitabhängig und/oder stromabhängig gesteuert werden. Diese @d.en Betrieb des betreffenden Sammelschienenteiles stillegende Notmaßnahme soll der Erhaltung der Betriebsmittel im Falle eines Lichtbogens in der Anlage dienen.The invention is based on the object of such disastrous To make the effects of arcing impossible and, moreover, at all the damage that an electric arc can cause to the smallest possible extent to limit. Your suggestion is to have a safety spark gap in the Provide cell, which is arranged and designed so that they an approximately occurring Fault arc takes over and automatically by shortening the rollover path brings it to low tension or even completely eliminates it in the further course by it brings about an immediate metallic bridging of the busbars. That Taking over the arc and shortening or eliminating it can be done one after the other and z. B. can be controlled time-dependent and / or current-dependent. This @ d.en company The emergency measure of the concerned busbar part is intended to preserve it the equipment in the event of an electric arc in the system.

Der Kurzschließer wird vorzugsweise oberhalb der Leistungsschalter in der Zelle zwischen den Stromzuführungen zum Leistungsschalter angeordnet, so daß der Störungslichtbogen infolge seines thermischen Auftriebs an die Elektroden des Kurzschließers gelangt. Der Kurzschließer besteht aus zwei Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen stabilisiert mit kurzer Länge brennt und von denen wenigstens die eine unter Wirkung eines Kraftspeichers steht, der durch eine Verklinkung, durch Lot od. dgl. festgehalten wird und nach dem Auftreten des Störungslichtbogens im geeigneten Zeitpunkt bzw. je nach der Größe des Lichtbogenstromes freigegeben wird und den Elektrodenabstand verkürzt oder die Elektroden sogar zur Berührung miteinander bringt.The short circuiter is preferably located above the circuit breaker arranged in the cell between the power supply lines to the circuit breaker, so that the fault arc due to its thermal buoyancy on the electrodes of the short circuiter. The short-circuiter consists of two electrodes, between of which the arc burns stabilized with a short length and of which at least one is under the action of an energy storage device, which is through a latch Lot od. The like. Is held and after the occurrence of the fault arc in appropriate time or depending on the size of the arc current is released and shortens the electrode spacing or even allows the electrodes to come into contact with one another brings.

Die Zurückführung des Kurzschließers in seine normale Lage mit großem Elektrodenabstand kann nach Erlöschen des Lichtbogens, sobald die Störungsstelle vom Netz durch den vorgeschalteten Leistungsschalter getrennt ist, erfolgen.The return of the short circuiter to its normal position with a large Electrode distance can after extinguishing the arc as soon as the fault point is disconnected from the mains by the upstream circuit breaker.

In der Zeichnung ist in Fig. i ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung in einer Schalterzelle schematisch dargestellt. Fig.2 zeigt bauliche Einzelheiten einer verbesserten Ausführungsform.In the drawing, an embodiment of the invention is in Fig. I Arrangement in a switch cell shown schematically. Fig.2 shows structural details an improved embodiment.

Nach Fig. i führen von einem System von Sammelschienen io, die beispielsweise parallel zur Zeichnungsebene hintereinander angeordnet sein können, zu einem in einer Zelle i i aufgestellten Schalter 12 Anschiußleitungen 13, an denen die Elektroden 14 der Sicherheitsfunkenstrecke befestigt sind. Die Elektroden 14 sind z. B. stabförmig und erstrecken sich von der Befestigungsstelle aus entgegen der Richtung des Energieflusses. Der Abstand der Elektroden 14 stellt die kürzeste Überschlagstrecke innerhalb der Zelle i i dar und bietet somit für einen Lichtbogen 15 den bequemsten Weg, wo er mit der geringsten Länge und demgemäß mit der kleinsten Leistung brennen kann. Der Lichtbogen wird infolgedessen, selbst wenn er an einer anderen Stelle entstanden sein sollte, das Bestreben haben, auf diese engste Stelle zwischen den Stabelektroden 14 überzugehen, etwa indem nach einem Stromnulldurchgang eine Rückzündung an dieser Stelle stattfindet. Ist der Lichtbogen in der Nähe der Sammelschienen io z. B. durch fahrlässiges Ziehen eines Trenners i9 entstanden und wandert nun infolge seiner eigenen Blasung nach unten, so wird durch ihn im Vorübergehen der Raum zwischen den Elektroden 14 ionisiert, wodurch eine Rückzündung zwischen diesen Elektroden noch mehr begünstigt wird. Wenn der Lichtbogen 15 zwischen den Elektroden 14 brennt, so ist er infolge der bifilaren Führung des letzten Teiles der Stromzuleitungen und infolge der sich hieraus ergebenden Kompensierung der vom Strom hervorgerufenen magnetischen Felder einer wesentlich verringerten Blaswirkung ausgesetzt, die aber ausreicht, um den thermischen Auftrieb des Lichtbogens ungefähr auszugleichen. Der Lichtbogen brennt indolgedessen nicht im Bogen, sondern nahezu geradlinig und wandert auch nicht weiter. Die Stabilisierung des Lichtbogens kann noch verbessert werden, indem gemäß Fig. 2 die Elektroden 1d. in an sich bekannter Weise mit stabförmigen, aufeinander zu weisenden Ansätzen 16 (Daumen) versehen werden. Die freien Elektrodenenden können ferner mit Isolierklötzen 17 mechanisch gestützt und die Ansätze 16 von Isolierrohren umgeben werden, welche eine starke Blaswirkung in ihrer Achsrichtung durch Gasentwicklung entfalten und zur besseren Führung des Lichtbogens beitragen. An den Elektroden 14 können gegebenenfalls Kurzschließerarme 18 angelenkt sein. An den Gelenkstellen können die Elektroden 14 geschlitzt sein, und die in den Schlitzen oder in den Wänden der Schlitze befindlichen Lagerstellen können mit einem Lot von niedrigem Schmelzpunkt ausgefüllt sein, das die Gelenke in kaltem Zustand starr in Ruhestellung hält. Die Arme 18 können der Kraft von Dreh- bzw. Spreizfedern ausgesetzt sein, die die Arme 18 in Pfeilrichtung zu schwenken suchen. Die Federn, die in Fig. 2 der besseren Übersicht halber nicht mit dargestellt sind, können z. B. mit einigen Windungen um die Gelenkachsen gewickelt und mit einem ihrer sich spreizenden Enden an der Elektrode 14 und mit ihrem anderen Ende an einem der Arme 18 abgestützt sein. Sobald ein Lichtbogen zwischen den freien Enden der Ansätze 16 brennt, wird das Lot an den infolge der Schlitzung einen verengten Leitungsquerschnitt aufweisenden Gelenkstellen der Arme i8 erweicht, und die letzteren werden in Pfeilrichtung geschwenkt, bis sie die gestrichelt gezeichnete Stellung einnehmen, in der sie an den Ansätzen 16 anliegen und die Funkenstrecke galvanisch überbrücken. Nachdem der Anlagenteil, zu dem die Zelle gehört, durch einen Leistungsschalter oder durch eine Hochleistungssichierung spannungslos gemacht ist, werden die Arme 18, nachdem das Lot durch von außen zugeführte Wärme erweicht ist, willkürlich in ihre Ruhestellung !geführt, in welcher sie nach Erkalten des Lotes in erneuter Bereitschaft stehenbleiben.According to Fig. I lead from a system of busbars io, which can for example be arranged one behind the other parallel to the plane of the drawing, to a switch 12 set up in a cell ii, connecting lines 13 to which the electrodes 14 of the safety spark gap are attached. The electrodes 14 are, for. B. rod-shaped and extend from the attachment point against the direction of the energy flow. The distance between the electrodes 14 represents the shortest flashover distance within the cell ii and thus offers the most convenient path for an arc 15 where it can burn with the shortest length and accordingly with the lowest power. As a result, even if it should have arisen at a different point, the arc will endeavor to pass over to this narrowest point between the rod electrodes 14, for example in that a re-ignition takes place at this point after a current zero crossing. Is the arc near the busbars io z. B. caused by negligent pulling of a separator i9 and now migrates downwards as a result of its own blowing, the space between the electrodes 14 is ionized by it in passing, whereby a reignition between these electrodes is even more favored. When the arc 1 5 burns between the electrodes 14, it is exposed to a significantly reduced blowing effect due to the bifilar routing of the last part of the power supply lines and the resulting compensation of the magnetic fields caused by the current, but this is sufficient to provide thermal lift approximately equalize the arc. As a result, the arc does not burn in the arc, but almost in a straight line and does not travel any further. The stabilization of the arc can be further improved by the electrodes 1d. be provided in a manner known per se with rod-shaped, mutually facing projections 16 (thumb). The free electrode ends can also be mechanically supported with insulating blocks 17 and the lugs 16 can be surrounded by insulating tubes, which develop a strong blowing effect in their axial direction through the development of gas and contribute to better guidance of the arc. Short-circuiting arms 18 can optionally be articulated to the electrodes 14. The electrodes 14 can be slotted at the joint points, and the bearing points located in the slots or in the walls of the slots can be filled with a solder with a low melting point, which holds the joints rigidly in the rest position when cold. The arms 18 can be exposed to the force of torsion springs or expanding springs which seek to pivot the arms 18 in the direction of the arrow. The springs, which are not shown in Fig. 2 for the sake of clarity, can, for. B. wound around the joint axes with a few turns and supported with one of its spreading ends on the electrode 14 and with its other end on one of the arms 18. As soon as an arc burns between the free ends of the lugs 16, the solder is softened at the hinge points of the arms i8, which have a narrowed line cross-section as a result of the slot, and the latter are swiveled in the direction of the arrow until they assume the position shown in dashed lines in which they are attached the lugs 16 are in contact and galvanically bridge the spark gap. After the system part to which the cell belongs has been de-energized by a circuit breaker or a high-performance fuse, the arms 18, after the solder has been softened by externally supplied heat, are arbitrarily moved to their rest position! Plumb bob stand still in readiness again.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for high-voltage switchgear of the cell design, characterized in that a safety spark gap (i4) in the cell (ii) is provided, which is arranged and designed to have one in the cell (i i) takes over any arcing fault that occurs and automatically by shortening it of the rollover path its operating voltage is at least reduced.

2. Arrangement according to Claim i, characterized in that the safety spark gap (i4) is the arc (i5) eliminated by touching their electrodes (i8) an immediate brings about metallic bridging of the busbars (io).

3. Arrangement according to Claim i and 2, characterized in that the assumption of the arc and the shortening or elimination of the arc (i5) through the safety spark gap (i4) one after the other in time-dependent or current-dependent controlled work stages happens. q .. Arrangement according to claim 2, characterized in that the arc at the safety spark gap almost free from external magnetic field influences is held by z. B. the power supply lines to the safety spark gap at least on their last part are bifilar. 5. Arrangement according to claim i, characterized characterized in that at the ends of the spark arrester electrodes (1q.) are straight, one on top of the other The stabilization approaches (i6) to be indicated are attached. 6. Arrangement according to claim i to 5, characterized in that the Staabil, isierungsansätze (i6) from one Insulating jacket are surrounded, which results in blowing through the evolved gas Has.