EP0155373B1

EP0155373B1 - Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung

Info

Publication number: EP0155373B1
Application number: EP84114942A
Authority: EP
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. Mooz; Rolf Dirks
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1984-03-17
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1989-10-11
Also published as: EP0155373A3; JPS6153813B2; ATE47250T1; DE3409957C2; JPS60211735A; EP0155373A2; DE3409957A1; US4617544A; DE3480142D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Hochleistungs (HH)-Sicherung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2. Eine derartige Hochspannungssicherung ist z. B. aus der FR-A-1 461 736 (Fig. 2, 3) bekannt.
HH-Sicherungen sind Einrichtungen zum einmaligen Unterbrechen von Kurzschlußströmen in Innenraum- und Freiluft-Schaltanlagen. Diese Sicherungen eignen sich daher als Kurzschlußschutz vor Spannungswandler, Kondensatoren, Kabelabzweigen, Transformatoren und ähnlichen Einrichtungen. Sie schützen nachgeschaltete Geräte und Leitungen vor den thermischen und dynamischen Auswirkungen großer Kurzschlußströme, die sie als strombegrenzende Sicherungen schon im Stromanstieg unterbrechen.
Die HH-Sicherungen dienen nur dem Kurzschlußschutz, der Überlastschutz wird von Überstromorganen auf der Sekundärseite (Niederspannung) übernommen. Beim Versagen dieser Sekundärorgane oder bei Fehlern vorgeschalteter Einrichtungen, wie z. B. im Verteiler-Transformator besteht eine gefährliche Lücke in einem allumfassenden Schutzbereich, da die HH-Sicherungen Ströme unter ihrem dreifachen Nennstrom nicht abschalten konnen. Um dieser Lücke zu schließen, werden neuerdings sogenannte Vollbereichssicherungen angeboten, die eine Kombination -einer HH-Sicherung mit einer Überlastsicherung darstellen. Diese Kombination ist jedoch sehr aufwendig.
Zum Anschluß von Verteiler-Transformatoren an das Mittelspannungsnetz werden im allgemeinen Lasttrennschalter mit HH-Sicherungen kombiniert. Da der Lasttrennschalter die Ströme unter dem dreifachen Sicherungs-Nennstrom sicher beherrscht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine HH-Sicherung neben der Kurzschlußeinrichtung mit einer Überlasteinrichtung auszustatten, die in der Lage ist, einen auftretenden Überstrom durch den der HH-Sicherung vorgeschalteten Lasttrennschalter abzuschalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den wei unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Auslösestift bei Auftreten eines Übestromes durch einen einfachen Bimetallauslöser ausgelöst wird und der vorgeschaltete Lasttrennschalter entklinkt wird. Dadurch werden Überströme vom Lasttrennschalter abgeschaltet und die HH-Sicherung brauchte hierfür nicht mit einem eingenen Schaltvermögen ausgerüstet zu werden. Außerdem ist die Einrichtung durch Rückstellen des Auslösestifts nach Abkühlung des Bimetallauslösers mehrfach verwendbar. Nach einer ersten Lösung erfolgt die Entklinkung des Lasttrennschalters bei einem Überstrom durch den Auslösestift und bei Kurzschluß durch den Schlagstift der Sicherung. Die zweite Lösung sieht einen gemeinsamen Äuslösestift vor, der bei Überstrom durch den Bimetallauslöser und bei Kurzschluß durch den Shlagstift anspricht. In beiden Fällen ist die Überlasteinrichtung in einer Kappe der Sicherung integriert, womit die Sicherung in den Sicherungshalter ohne zusätzliche Maßnahmen paßt.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes nach den unabhängigen Ansprüchen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Eine besondere Ausführungsform der Sicherung besteht darin, daß die Kappe mit der Überlasteinrichtung so ausgebildet ist, daß sie auf eine Normsicherung aufsteckbar ist (Anspruch 5). Hierbei ist vorteilhaft, daß die Überlasteinrichtung nach Durchbrennen der Sicherung für eine intakte Sicherung wieder verwendbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Bimetallauslöser in der Kappe einer Norm-HH-Sicherung mit nach außen getrennt wirkenden Auslöseund Schlagstiften, in Seitenansicht und im Schnitt,
Fig. 2 einen Bimetallauslöser in der Kappe einer Norm-HH-Sicherung mit nach außen gemeinsam wirkendem Auslösestift für Überlast und Kurzschluß, in Seitenansicht und im Schnitt,
Fig. 3 einen Bimetallauslöser in einer als Aufsteckteil für eine Norm-HH-Sicherung ausgebildeten Kappe mit nach außen getrennt wirkenden Auslöse- und Schlagstiften, in Seitenansicht und im Schnitt.

Wie die Figur 1 zeigt, sind die wichtigsten Bestandteile einer HH-Sicherung 1 ein Hauptschmelzleiter 2 und ein hierzu parallel geschalteter Nebenschmelzleiter 4. Der Hauptschmelzleiter besteht aus zwei parallelen Leitern, die zur Erzielung der für die Netzspannung notwendigen Leiterlänge Schraubenförmig auf einem Keramikträ_- ger 3 aufgewickelt sind. Der Nebenschmelzleiter ist in der Regel ein zum Hauptschmelzleiter parallel geschalteter Widerstandsdraht, der in dem Innern des Keramikträgers eingesetzt ist. Dieser Widerstandsdraht löst beim Schmelzen einen Unterbrechungsmelder aus, der als Schlagstift 5 ausgebildet ist. Die gesamte Anordnung der Sicherung befindet sich in einem Isolierkörper 6 der beidseitig luftdicht durch Kappen 7 verschlossen ist, die als Anschlußkontakte für den Sicherungshalter ausgebildet sind. In einer dieser Kappen ist ein Bimetallauslöser 8 eingesetzt, der aus einem Metallstreifen besteht. Dieser Matallstreifen ist an seinen Enden winklig abgebogen, wobei das eine Teil der Befestigung an der Innenseite der Kappendeckfläche und das andere winklig abgebogene Teil der Aufnahme einer Klinke 9 dient.
Der Schlagstift hat die Aufgabe, nach einem Kurzschluß den Lasttrennschalter zu öffnen. Hierzu tritt er durch eine Austrittsöffnung 10 an der Kappe, betätigt einen Hebel und öffnet hiermit den vorgeschalteten Lasttrennschalter. In einem Kurzschlußfall muß dann die Sicherung erneuert werden.
Der Schlagstift ist im Kappenbereich von einem rohrförmigen Auslösestift 11 umgeben. Er hat die Aufgabe, bei einem Überstrom (Überlast) auszulösen, wobei er den gleichen Weg wie der Schlagstift zurücklegt und die gleiche Funktion bei der Öffnung des vorgeschalteten Lasttrennschalters erfüllt wie der Schlagstift. Beide Stifte arbeiten völlig unabhängig voneinander, jedoch mit dem Ziel, den Lasttrennschalter auszuschalten. Der Auslösestift besitzt an seinem äußeren Umfang eine Rastvorrichtung 12, die der Klinke 9 als Einrastpunkt dient. Die Verrastung des Auslösestifts erfolgt gegen den Druck einer auf Block gespannten Feder 13. Der Bimetallauslöser ist über eine flexible Leitung 14 mit den Schmelzleitern verbunden.
Im Überstrom erwärmt sich der Bimetallauslöser und verschwenkt dabei zum Kappenrand. Mit dieser Bewegung wird die Klinke 9 von der Rastvorrichtung abgezogen und der Auslösestift schnellt nach außen.
Die genaue Einstellung des Bimetallauslösers ist mittels einer Einstellschraube 15 in einem bestimmten Toleranzbereich möglich. Dadurch laßt sich die Zuordnung Bimetallstrom zu Sicherungsnennstrom variieren. Nach Figur 2 ist ein Auslösestift 110 vorgesehen, der als Hohlkörper einen gegenüber der Länge des Auslösestifts verkürzten Schlagstift 50 umgibt. Oberhalb der Klinke 9 ist eine weitere Klinke 16 am Bimetallauslöser 8 angeordnet. Die Klinke 16 ist zur Sicherung hin abgeschrägt und greift in eine Aussparung des Auslösestifts. Im Kurzschlußfall stößt der Schlagstift gegen die Klinke und drückt den Bimetallauslöser nach außen, wodurch der Auslösestift nach außen schnellt. Beim Rückstellen kann festgestellt werden, ob der Schlagstift ausgelöst hat oder nicht.
Im Überstromfall erfolgt die Auslösung des Auslösestifts unter den gleichen Bedingungen wie nach Fig. 1.
Nach Fig. 3 kann der Bimetallauslöser auch in einer Kappe 70 untergebracht werden, die als Steckteil für eine Normsicherung ausgebildet ist. Hierbei wird das Steckteil mit einem Isolierrohr 17, das die Länge der Kappe und des Sicherungsansatzes 18 aufweist, auf den Sicherungsansatz aufgesteckt bzw. aufgeschraubt. Die Kappe enthält neben dem Auslösestift 11 noch einen massiven Verlängerungsstift 111. Dieser wird im Kurzschlußfall vom Schlagstift 5 herausgedrückt, während im Überstromfall eine Auslösung durch den rohrförmigen Auslösestift 11 erfolgt.

Claims

1. Hochspannungs-Hochieistungs (HH)-Sicherung mit einem Hauptschmeizieiter (2) für die Unterbrechung des Kurzschlußstromes, mit einem Nebenschmelzleiter (4) für die Auslösung eines unter Federkraft stehenden Schlagstifts (5), und mit einem beide Schmelzleiter umgebenden lsolierkörper (6), der beidseitig mit Kappen (7) luftdicht verschlossen ist, die als Anschlußkontakte zwischen den Schmelzleitern und den Außenanschlüssen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstift (5) im Bereich einer der Kappen (7) von einem rohrförmig ausgebildeten Auslösestift (11) umgeben ist, der wie der Schlagstift (5) bis zur Austrittsöffnung (10) der Kappe (7) geführt ist, daß in dieser Kappe ein Bimetallauslöser (8) in den Stromkreis der HH-Sicherung (1) eingesetzt ist, der mit einer den Auslösestift (11) verrastenden und unter Federspannung stehenden Klinke (9) versehen ist, und daß der Bimetallauslöser (8) derart eingestellt ist, daß er bei Auftreten eines Überstromes den Auslösestift (11) entklinkt, der seinerseits einen vorgeschalteten Lasttrenschalter öffnet.

2. Hochspannungs-Hochleistungs (HH)-Sicherung mit einem Hauptschmelzleiter (2) für die Unterbrechung des Kurzschlußstromes, mit einem Nebenschmelzleiter (4) für die Auslösung eines unter Federkraft stehenden schlagstifs (50), und mit einem beide Schmelzleiter umgebenden Isolierkörper (6), der beidseitig mit Kappen (7) luftdicht verschlossen ist, die als Anschlußkontakte zwischen den Schmelzleitern und den Außenanschlüssen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstift (50) im Bereich einer der Kappen (7) von einem rohrförmig ausgebildeten Auslösestift (110) umgeben ist, daß der Schlagstift (50) gegenüber dem Auslösestift (110) eine verkürzte Länge aufweist, daß in dieser Kappe (7) ein Bimetallauslöser (8) neben einer ersten Klinke (9) eine zweite Klinke (16) aufweist, die in eine Aussparung des rohrförmigen Auslösestifts (110) eingreift, und daß bei einem Überstrom die erste Klinke (9) und bei einem Kurzschlußstrom die zweite von Schlagstift (110) beaufschlagte Klinke (16) den Auslösestift freigibt.

3. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallauslöser (8) in Form eines zum Auslösestift (11 ; 110) parallel verlaufenden Streifens ausgebildet ist, dessen Länge derart bemessen ist, daß die am freien Ende des Streifens angebrachte Klinke (9) den Auslösestift gegen den Druck der auf Block gespannten Feder (13) festhält, wobei die Klinke an einer am Umfang im Bereich des offenen Endes angebrachten Rastvorrichtung (12) des Auslösestifts eingreift.

4. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechwert des Bimetallauslösers (8) mittels einer von außerhalb der Kappe (7) zu betätigenden Schraube (15) einstellbar ist.

5. Sicherung nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstift (5) um einen massiven Auslösestift (111) in Kappenlänge verlängert ist und daß die Kappe (70) mit dem Bimetallauslöser (8) mittels eines Isolierrohres (17) auf den Ansatz (18) der Sicherung aufgeschoben ist.

6. Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (70) mit dem Bimetallauslöser (8) mit der Sicherung (1) verschraubbar und zwischen verschiedenen Sicherungen tauschbar ist.