WO2000062320A1 - Kurzschliesser - Google Patents

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WO2000062320A1
WO2000062320A1 PCT/EP2000/002990 EP0002990W WO0062320A1 WO 2000062320 A1 WO2000062320 A1 WO 2000062320A1 EP 0002990 W EP0002990 W EP 0002990W WO 0062320 A1 WO0062320 A1 WO 0062320A1
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WO
WIPO (PCT)
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short
circuiter
circuiting
insulating
gas generator
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/002990
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz Thilker
Original Assignee
Moeller Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moeller Gmbh filed Critical Moeller Gmbh
Priority to AU41154/00A priority Critical patent/AU4115400A/en
Publication of WO2000062320A1 publication Critical patent/WO2000062320A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00—Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004—Closing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect

Definitions

  • the invention relates to a short circuiter according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide a short-circuiter according to the preamble of claim 1, which is designed as a housing with all the necessary components for a multi-pole short circuit.
  • Fig. 1 is an exploded perspective view of the
  • Short circuiter 2 is a sectional view of the short circuiter
  • Fig. 4 is an exploded perspective view of the
  • Fig. 5 is a perspective exploded view of the
  • connection rails 3 show the ready-to-connect short-circuiter 23 with three connection rails 3 arranged flat next to one another in the form of flat rails with corresponding connection bores 15, as are common in low-voltage system construction.
  • the middle connecting bar 3 is electrically connected at the end or at the opposite end of the connecting bores 15 to a connecting bar 2, the connecting bar 2 being insulated from the connecting bars 3 in the non-triggered state.
  • the rail arrangement is E-shaped.
  • two short-circuiting units 16, 17, each with a gas generator drive based on nitrocellulose, are arranged, as is used in airbags or belt tensioners.
  • the connecting rails 3, the connecting rail 2 and other insulating parts described later are arranged in a sandwich-like E-shaped package.
  • a three-pole is formed
  • the short-circuiting units 16 and 17 are controlled by evaluation electronics which are provided with fast current and light sensors for arc fault detection.
  • the control can be done with any kind of sensors.
  • the short-circuiter can also be used to protect consumers and equipment in the event of a short-circuit.
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of the short-circuiting unit, FIG. 3 showing an enlargement.
  • the short-circuiting unit 16 or 17 consists of a gas generator 6, one
  • Encapsulation 18 made of insulating material for the gas generator 6 with a not shown
  • the gas generator 6 is embedded gas-tight in the encapsulation 18.
  • the connecting rails 3 are embedded in a lower part 9 made of insulating material and screwed to this part.
  • the lower part 9 has depressions 19 which have approximately the same depth as the thickness of the connecting rails 3.
  • fastening flanges 21 are formed with fastening bores 22, which are provided for fastening the short-circuiting device 23 in a switchgear assembly.
  • the two outer connecting rails are provided in the region of the short-circuiting units 16, 17 with a connecting rail bore 24 which have a phase 25 for a centering element 1.
  • the lower part 9 is provided with a lower part bore 26 which has a slightly larger diameter than the connecting rail bore 24.
  • the short circuiter has a centering element 1 made of insulating material for centering a connecting bar 3 with a connecting bar 2.
  • the centering element 1 has an insulating membrane 4, which when the
  • Pressure element 6 is pierced by a short-circuiting piston 5 or centering element.
  • An insulating film 27 is arranged between the connecting bar 3 and the busbar 2, which has a film hole 28 which is larger than the diameter of the short-circuiting piston 5 and into which the centering element 1 can be inserted.
  • the centering part 1 consists of an annular sleeve 11, which is larger than the diameter of the short-circuiting piston 5.
  • the centering part 1 has an insulating collar 12 molded onto the sleeve 11 radially outward.
  • the insulating membrane 4 is provided with a predetermined breaking point 29, as shown in FIG. 3.
  • a holding part 7 has a chimney-like first region 30, in which the gas generator 6 is held.
  • a preliminary volume 31 in the manner of a chimney shaft is arranged in this first area 30.
  • the gas generator 6 is cylindrical in the upper part of the first region
  • Embedded receptacle 32 which has a larger diameter than the area of the pre-volume 31.
  • the first area is provided with a holding phase 33, on which the gas generator is located
  • the reference number 34 indicates the thread required for this.
  • the preliminary volume 31 is approximately 1 cm 3 , the gas generator 6 being optimized for this volume.
  • the second area 35 is provided for the mounting and insulation of the connecting bar 2 and is slipped over the connecting bar 2 like an insulating jacket and connected to it by screw connections 36.
  • the connecting rail 2 is relatively high.
  • the height is approximately two thirds of the width so that the short-circuiting piston 5 can be almost completely embedded in the connecting rail.
  • a round collar 37 is formed, which protrudes into a through hole 38 of the connecting rail 2, the short-circuiting piston 5 being arranged in this through hole 38.
  • the collar 37 encloses the gases in a gas-tight manner, including one
  • the second region 35 extends up to the connecting rails 3.
  • a rectangular third area 40 Arranged around the second area 35 is a rectangular third area 40, such as a screen, which isolates the connecting bars 3 and almost the
  • the lower part 9 and the connecting rails 3 form with the transverse
  • Connection rail 2 and the holding part 7 a sandwich-like package.
  • the hood 10 is arranged over this package around the third region 40. Together with the package, it forms a housing in which the connecting plugs and the lines for gas generators are arranged in a protected manner.
  • the connectors are arranged directly under the hood 10 (not shown) so that they are not protected against being pulled out unintentionally.
  • the hood 10 is also provided with a cable duct and strain relief for the gas generator line.
  • a thin insulating film 27 for isolating the connecting bar 2 with the two outer connecting bars 3 is arranged transversely above the two outer connecting bars 3.
  • the central connecting bar 3 is, as already described, electrically connected to the connecting bar 2 in order to bring about a short circuit between the two outer phases.
  • the short-circuiting plunger 5 is guided and held in a connecting rail 2, the gas generator 6 being embedded in the holding part 7 made of insulating material which has a preliminary volume 31 and which is fastened directly to the busbar 2.
  • the short-circuiting piston 5 is held at one end by the holding part 7 and at the other end by a centering element 1 made of insulating material, the centering element 1 being arranged between the connecting rail 2 and a connecting rail 3.
  • the centering part 1 consists of a sleeve 11, an insulating membrane 4 with the predetermined breaking point 29 and an insulating collar 12 formed radially outward on the sleeve 11.
  • the preliminary volume 31 is approximately 1 cm 3 , the gas pressure of the gas generator being at least 500 bar.
  • the short-circuiting device has at least one lower part 9 made of insulating material, in which the connecting rails 3 are embedded and fastened, ie that two lower parts or two housings can be present, each having a gas generator unit 16, 17.
  • the holding part 7 consists entirely of insulating material.
  • the connecting rail 2 is embedded and fastened in the holding part 7, the lower part 9 being fastened to the holding part 7 in such a way that at least one insulating short-circuiting housing is produced.
  • the holding part 7 is provided with a hood 10.
  • the short-circuiting piston 6 has a cylindrical region 41 and a slightly conical region 42 at the front.
  • Isolation membrane 4 is interrupted. After the insulating membrane 4 has been torn off, the short-circuiting piston 6 can contact the connecting rail unhindered until it sticks there because either the connecting rail bore is also conical or the diameter is smaller than the cylindrical region 41.
  • the short-circuiting piston 6 is only removed around the very thin insulating membrane, which leads to a very short switching time.
  • the centering element 1 acts like a thimble-like insulating cap that holds the short-circuiting piston 6.
  • the invention specifies primarily for use as a central protective organ in portable and stationary power distribution systems, both in point distributors, for example main distributors, and in line distributors, for example, rail distributors in low, medium and high voltage technology.
  • the invention can also be used as decentralized protection organ can be used, for example, in battery, emergency power, compensation and rail systems.
  • the basic principle is based on the fact that a gas generator, which is activated by a defined ignition current, delivers a defined gas volume in a very short time.
  • the space in which the gas volume develops is sufficiently dense and firm that a pressure of up to 900 bar builds up.
  • the pressure is used as a drive for a closing process.
  • the conductors are designed for a short-circuit current of over 100kA over a period of at least 500 ms.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Ein Kurzschließer für eine Störlichtbogen-Schutzvorrichtung zur Verwendung in Anlagen zur Verteilung elektrischer Energie mit einem Gasgenerator und einem von dem Gasgenerator direkt angetriebenen Kurzschließerkolben zur elektrischen Verbindung von Anschlußschienen mit einer Stromschiene, soll als Gehäuse mit allen erforderlichen Komponenten für einen dreipoligen Kurzschluß ausgebildet sein. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kurzschließer mindestens ein Unterteil (9) aus Isolierstoff aufweist, in dem die Anschlußschienen (3) eingebettet und befestigt sind, daß mindestens ein Halteteil (7) aus Isoliermaterial vorhanden ist, in dem die Verbindungsschiene (2) eingebettet und befestigt ist und daß das Unterteil (9) mit dem Halteteil (7) derart befestigt sind, daß mindestens ein isolierendes Kurzschließergehäuse entsteht.

Description

Kurzschließer
Die Erfindung betrifft ein Kurzschließer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 197 12 387 A1 ist ein einpoliger Kurzschließer mit Anschlußschienen und einer Verbindungsschiene bekannt, der mit einem Kurzschließerkolben und einem Gasgenerator versehen ist. Nicht bekannt ist es, wie es als zusammenhängendes Gehäuse auszubilden ist, daß es alle erforderlichen Komponenten für einen mehrpoligen Kurzschluß aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kurzschließer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, das als Gehäuse mit alle erforderlichen Komponenten für einen mehrpoligen Kurzschluß ausgebildet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher beschrieben und erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des
Kurzschließers, Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Kurzschließers,
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung,
Fig. 4 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des
Kurzschließerkolbens, des Zentrierelementes und der Isolierfolie von unten und
Fig. 5 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung des
Kurzschließerkolbens, des Zentrierelementes und der Isolierfolie von oben.
Die Fig. 1 zeigt den anschlußfertigen Kurzschließer 23 mit drei flach nebeneinander angeordneten Anschlußschienen 3 in Form von Flachschienen mit entsprechenden Anschlußbohrungen 15, wie sie in dem Niederspannungs-Anlagenbau üblich sind.
Die mittlere Anschlußschiene 3 ist am Ende, bzw. am gegenüberliegenden Ende der Anschlußbohrungen 15, mit einer Verbindungsschiene 2 elektrisch verbunden, wobei die Verbindungsschiene 2 im nichtausgelösten Zustand von den Anschlußschienen 3, isoliert ist. Die Schienenanordnung ist E-förmig.
An den Enden der Anschlußschienen 3 sind zwei Kurzschließereinheiten 16, 17 mit jeweils einem Gasgeneratorantrieb auf Nitrocellulose-Basis angeordnet, wie er bei Airbags oder Gurtstraffem verwendet wird.
Die Anschlußschienen 3, die Verbindungsschiene 2 und weitere später beschriebene Isolierteile sind zu einem sandwichartigen E-förmigen Paket angeordnet . Bei Zündung der Kurzschließereinheiten 16 und 17 entsteht ein dreipoliger
Kurzschluß, der innerhalb einer Millisekunde einen Störlichtbogen löscht.
Die Kurzschließereinheiten 16 und 17 werden durch eine Auswerteelektonik angesteuert, die mit schnellen Strom- und Lichtsensoren zur Störlichtbogenerkennung versehen ist. Die Ansteuerung kann mit jeder Art von Sensoren erfolgen. Ebenso ist der Kurzschließer zum Schutz von Verbrauchern und Betriebsmittel bei Kurzschluß einsetzbar.
In der Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung der Kurzschließereinheit gezeigt, wobei Fig. 3 eine Vergrößerung zeigt.
Die Kurzschließereinheit 16 bzw. 17 besteht aus einem Gasgenerator 6, einer
Kapselung 18 aus Isolierstoff für den Gasgenerator 6 mit einer nicht dargestellten
Überwurfmutter.
Der Gasgenerator 6 ist in der Kapselung 18 gasdicht eingebettet.
Die Anschlußschienen 3 sind in einem Unterteil 9 aus Isolierstoff eingebettet und mit diesem Teil verschraubt. Das Unterteil 9 weist Einsenkungen 19, die etwa die gleiche Tiefe aufweisen wie die Dicke der Anschlußschienen 3. An einer Seite des Unterteils 9 sind Öffnungen 20 für die Durchführung der Anschlußschienen angeordnet, wie in Fig. 1 zu sehen ist.
An beiden Seiten des Unterteils 9, d.h. links und rechts von den Anschlußschienen 3 sind Befestigungsflansche 21 mit Befestigungsbohrungen 22 angeformt, die zur Befestigung des Kurzschließers 23 in einer Schaltanlage vorgesehen sind.
Die beiden äußeren Anschlußschienen sind im Bereich der Kurzschließereinheiten 16,17 mit einer Anschlußschienenbohrung 24 versehen, die eine Phase 25 für ein Zentrierelement 1 aufweisen. Direkt unterhalb der Anschlußschienenbohrung 24 ist das Unterteil 9 mit einer Unterteilbohrung 26 versehen, die einen etwas größerer Durchmesser als die Anschlußschienenbohrung 24 aufweist.
Auf der rechten und der linken Anschlußschiene 3 liegt eine dünne Isolierfolie 27 auf, die breiter als die Anschlußschienenbreite ist und ein Folienloch 28 aufweist, durch das ein Zentrienelement 1 eingesetzt werden kann .
Der Kurzschließer weist ein Zentrierelement 1 aus Isoliermaterial zur Zentrierung von einer Anschlußschiene 3 mit einer Verbindungsschiene 2 auf.
Das Zentrierelement 1 weist eine Isoliermembran 4 auf, die bei Zündung des
Druckelements 6 von einem Kurzschließerkolben 5 bzw. Zentierelement durchstoßen wird.
Zwischen der Anschlußschiene 3 und der Stromschiene 2 ist eine Isolierfolie 27 angeordnet ist, die ein Folienloch 28 aufweist, das größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens 5 ist und in das das Zentierelement 1 eingesetzt werden kann.
Das Zentrierteil 1 besteht aus einer ringförmigen Hülse 11 , die größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens 5 ist, besteht. Das Zentrierteil 1 weist einen an der Hülse 11 radial nach außen angeformten Isolierkragen 12 auf.
Die Isoliermembrane 4 ist mit einer Sollbruchstelle 29 versehen, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Ein Halteteil 7 weist einen kaminartigen ersten Bereich 30 auf, in dem der Gasgenerator 6 gehalten ist . In diesem ersten Bereich 30 ist ein Vorvolumen 31 in der Art eines Kaminschachtes angeordnet. Der Gasgenerator 6 ist in dem oberen Teil des ersten Bereichs in einer zylindrischen
Aufnahme 32 eingebettet, die einen größeren Durchmesser aufweist als der Bereich des Vorvolumens 31.
Der erste Bereich ist mit einer Haltephase 33 versehen, an der sich des Gasgenerator
6 abstüzt und gegen diese durch eine nicht näher gezeigte Überwurfmutter gedrückt wird, ähnlich wie in der DE 19746815 (Fig. 3, Bezugszeichen 13) gezeigt ist.
Mit dem Bezugszeichen 34 ist das hierfür erforderliche Gewinde angedeutet.
Das Vorvolumen 31 beträgt ca. 1 cm3 , wobei der Gasgenerator 6 für dieses Volumen optimiert ist.
Der zweite Bereich 35 ist für die Halterung und Isolierung der Verbindungsschiene 2 vorgesehen und ist wie ein Isoliermantel über der Verbindungschiene 2 übergestülpt und mit dieser durch Schraubenverbindungen 36 verbunden.
Die Verbindungsschiene 2 ist relativ hoch. Die Höhe beträgt etwa zwei Drittel der Breite, damit der Kurzschließerkolben 5 nahezu vollständig in der Verbindungsschiene eingebettet werden kann.
In einem zweiten Bereich 35 ist ein runder Kragen 37 angeformt, der in eine Durchgangsbohrung 38 der Verbindungsschiene 2 hineinragt, wobei der Kurzschließerkolben 5 in dieser Durchgangsbohrung 38 angeordnet ist.
Durch den Kragen 37 sind die Gase gasdicht eingeschlossen, wobei auch eine
Dichtung an hierfür vorgesehenen Rillen 39 eingesetzt werden kann.
Der zweite Bereich 35 erstreckt sich bis zu den Anschlußschienen 3.
Um den zweiten Bereich 35 ist ein rechteckförmiger dritter Bereich 40, wie ein Schirm, angeordnet, welcher die Anschlußschienen 3 isolierend abschirmt und fast die
Gehäuseabmessung erreicht.
Das Unterteil 9 und die Anschlußschienen 3 bilden mit der querliegenden
Verbindungsschiene 2 und dem Halteteil 7 ein sandwichartiges Paket. Über diesem Paket ist um den dritten Bereich 40 die Haube 10 angeordnet. Sie bildet zusammen mit dem Paket ein Gehäuse, in dem die Anschlußstecker und die Leitungen für Gasgeneratoren geschützt angeordnet sind. Die Anschlußstecker sind direkt unter der Haube 10 angeordnet (nicht dargestellt), damit sie nicht gegen ein ungewolltes herausziehen geschützt sind. Die Haube 10 ist weiterhin mit einer Kabeldurchführung und Zugentlastung für die Gasgeneratorleitung versehen.
Quer über den beiden äußeren Anschlußschienen 3 ist jeweils eine dünne Isolierfolie 27 zur Isolation der Verbindungsschiene 2 mit den beiden äußeren Anschlußschienen 3 angeordnet. Die mittlere Anschlußschiene 3 ist, wie bereits beschrieben, elektrisch mit der Verbindungsschiene 2 verbunden, um einen Kurzschluß zwischen den beiden äußeren Phasen herbeizuführen.
Der Kurzschiießerkolben 5 ist in einer Verbindungsschiene 2 geführt und gehalten, wobei der Gasgenerator 6 in dem ein Vorvolumen 31 aufweisendes Halteteil 7 aus Isoliermaterial eingebettet ist, das direkt mit der Stromschiene 2 befestigt ist.
Der Kurzschließerkolben 5 wird an dem einen Ende von dem Halteteil 7 und an dem anderen Ende von einem Zentrierelement 1 aus Isoliermaterial gehalten, wobei das Zentrierelement 1 zwischen der Verbindungsschiene 2 und einer Anschlußschiene 3 angeordnet ist.
Das Zentrierteil 1 besteht aus einer Hülse 11, einer Isoliermembrane 4 mit der Sollbruchstelle 29 und einem an der Hülse 11 radial nach außen angeformten Isolierkragen 12.
Das Vorvolumen 31 beträgt etwa 1 cm3, wobei der Gasdruck des Gasgenerators mindestens 500 bar beträgt.
Der Kurzschiießer weist mindestens einen Unterteil 9 aus Isolierstoff auf, in dem die Anschlußschienen 3 eingebettet und befestigt sind, d.h. daß auch zwei Unterteile bzw. zwei Gehäuse vorhanden sein können, die jeweils eine Gasgeneratoreinheit 16,17 aufweisen.
Das Halteteil 7 besteht vollständig aus Isoliermaterial. Die Verbindungsschiene 2 ist in dem Halteteil 7 eingebettet und befestigt, wobei das Unterteil 9 mit dem Halteteil 7 derart befestigt sind, daß mindestens ein isolierendes Kurzschließergehäuse entsteht. Das Halteteil 7 ist mit einer Haube 10 versehen.
Der Kurzschließerkoiben 6 weist einen zylindrischen Bereich 41 und vorne einen leicht konischen Bereich 42.
Durch das Zentrierelement 1 sind die Anschlußschienenbohrung 24 und die
Durchgangsbohrung 38 der Verbindungschiene 2 genau fluchtend.
Durch die Phase 25 der Verbindungsschiene 2 und die Anschlußschienenphase 43, in der die Hülse 11 liegt, wird eine durchgehende Bohrung geschaffen, die nur durch die
Isoliermembrane 4 unterbrochen ist. Nach dem Abreißen der Isoliermembrane 4 kann der Kurzschließerkolben 6 ungehindert die Anschlußschiene kontaktieren, bis sich dieser dort festsetzt, weil entweder die Anschlußschienenbohrung ebenfalls konisch ist oder der Durchmesser kleiner ist als der zylindrische Bereich 41.
Der Kurzschließerkolben 6 ist lediglich um die sehr dünne Isoliermembran entfernt, was zu einer sehr kurzen Schaltzeit führt.
Das Zentrierelement 1 wirkt wie eine fingerhutartige Isolierkappe, die den Kurzschließerkolben 6 hält.
Die Erfindung spezifiziert sich vorrangig auf den Einsatz als zentrales Schutzorgan in ortsveränderlichen und stationären Energieverteilungsanlagen, sowohl in Punktverteiler z.B. Hauptverteiler, als auch in Linienverteilern z.B. Schienenverteiler in der Nieder-, Mittel-, und Hochspannungstechnik. Die Erfindung kann auch als dezentrales Schutzorgan z.B. in Batterie-, Notstrom-, Kompensations-, und Bahnanlagen eingesetzt werden.
Das Grundprinzip beruht darauf, daß ein Gasgenerator, der durch einen definierten Zündstrom aktiviert wird, in sehr kurzer Zeit ein definiertes Gasvolumen liefert. Der Raum, in dem sich das Gasvolumen entwickelt ist ausreichend dicht und fest, so daß sich ein Druck bis 900 bar aufbaut. Der Druck wird als Antrieb für einen Schließvorgang genutzt. Die Leiter sind für einen Kurzschlußstrom von über 100kA über einen Zeitraum von mindestens 500 ms ausgelegt.
Liste der Bezugszeichen
Zentrierelement 1 Verbindungsschiene 2 Anschlußschiene 3 Isoliermembran 4 Kurzschließerkolben 5 Druckelement 6 Halteteil 7 Unterteil 9 Haube 10 Hülse 11 Isolierkragen 12 Anschlußbohrungen 15 Kurzschließereinheiten 16, 17 Kapselung 18 Einsenkungen 19 Öffnungen 20 Befestigungsflansche 21 Befestigungsbohrungen 22 Kurzschließer 23 Anschlußschienenbohrung 24 Phase 25
Unterteilbohrung 26 Isolierfolie 27 Folienloch 28 Sollbruchstelle 29 erster Bereich 30 Vorvolumen 31 Aufnahme 32 Haltephase 33 Gewinde 34 zweite Bereich 35 Schraubenverbindungen 36 Kragen 37
Durchgangsbohrung 38 Rillen 39 dritter Bereich 40 zylindrischen Bereich 41 konischen Bereich 42 Anschlußschienenphase 43

Claims

Patentansprüche
1. Kurzschließer für eine Störlichtbogen-Schutzvorrichtung zur Verwendung in Anlagen zur Verteilung elektrischer Energie mit einem Gasgenerator und einem von dem Gasgenerator direkt angetriebenen Kurzschließerkolben zur elektrischen Verbindung von Anschlußschienen mit einer Verbindungsschiene, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer mindestens ein Unterteil (9) aus Isolierstoff aufweist, in dem die Anschlußschienen (3) eingebettet und befestigt sind, daß mindestens ein Halteteil (7) aus Isoliermaterial vorhanden ist, in dem die Verbindungsschiene (2) eingebettet und befestigt ist und daß das Unterteil (9) mit dem Halteteil (7) derart befestigt sind, daß mindestens ein isolierendes Kurzschließergehäuse entsteht.
2. Kurzschließer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (7) mit einer Haube (10) versehen ist.
3. Kurzschließer, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer mindestens ein Zentrierelement (1) aus Isoliermaterial zur Zentrierung von einer Anschlußschiene (3) mit einer Stromschiene (2) aufweist, und daß das Zentrierelement (1) eine Isoliermembran (4) aufweist, die bei Zündung des Druckelements (6) von dem (5) Kurzschließelement durchstoßen wird.
4. Kurzschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anschlußschiene (3) und der Stromschiene (2) eine Isolierfolie (13) angeordnet ist, die ein Folienloch (28) aufweist, das größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens (5) ist und in das das Zentierelement (1) eingesetzt werden kann.
5. Kurzschließer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierteil (1) aus einer ringförmigen Hülse (11), die größer als der Durchmesser des Kurzschließerkolbens (5) ist, besteht, daß das Zentrierteil (1) ein an der Hülse (11) radial nach außen angeformten Isolierkragen (12) aufweist.
6. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement ein Gasgenerator (6) ist.
7. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschließelement (5) ein Kurzschließerkolben ist.
8. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliermembrane (4) mit einer Sollbruchstelle (29) versehen ist.
9. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3) und die Verbindungsschienen (2) eine E-förmige Schienenanordnung bilden.
10. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3), die Verbindungsschiene (2) und Isoiierteile sind zu einem sandwichartigen E-förmigen Paket angeordnet sind.
11. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kurzschließereinheiten (16 und 17) vorhanden sind, die durch eine Auswerteelektronik angesteuert werden, die mit schnellen Strom- und Lichtsensoren zur Störlichtbogenerkennung verbunden ist.
12. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußschienen (3) im Bereich von Kurzschließereinheiten (16,17) mit einer Anschlußschienenbohrung (24) versehen sind, die eine Phase (25) für das Zentrierelement (1 ) aufweisen.
13. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß direkt unterhalb einer Anschlußschienenbohrung (24) ein Unterteil (9) mit einer Unterteilbohrung (26) versehen ist, die einen etwas größerer Durchmesser als die Anschlußschienenbohrung (24) aufweist.
14. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der rechten und einer linken Anschlußschiene (3) eine dünne Isolierfolie (27) aufliegt, die breiter als die Anschlußschienenbreite ist.
15. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteteil (7) einen kaminartigen ersten Bereich (30) aufweist, in dem der Gasgenerator (6) gehalten ist, wobei in diesem ersten Bereich (30) ein Vorvolumen (31) in der Art eines Kaminschachtes angeordnet ist.
16. Kurzschließer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorvolumen (31 ) 1 cm3 beträgt.
17. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3) in Form von Flachschienen mit entsprechenden Anschlußbohrungen (15) ausgebildet sind.
18. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere Anschlußschiene (3) am Ende, bzw. am gegenüberliegenden Ende von Anschlußbohrungen (15), mit einer Verbindungsschiene (2) elektrisch verbunden ist.
19. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kurzschließereinheiten (16, 17) mit jeweils einem Gasgeneratorantrieb auf Nitrocellulose-Basis angeordnet sind.
20. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußschienen (3), eine Verbindungsschiene (2) und weitere Isolierteile zu einem sandwichartigen Paket angeordnet sind.
21. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kurzschließereinheit (16 bzw. 17) angeordnet sind, die aus einem Gasgenerator (6), einer Kapselung (18) aus Isolierstoff für den Gasgenerator (6) und einer Überwurfmutter bestehen.
22. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (6) in einer Kapselung (18) gasdicht eingebettet ist.
23. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen (3) in einem Unterteil (9) aus Isolierstoff eingebettet sind.
24. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußschienen in einem Unterteil (9) verschraubt sind.
25. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterteil (9) angeordnet ist, das Einsenkungen (19) aufweist.
26. Kurzschließer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkungen (19), etwa die gleiche Tiefe aufweisen wie die Dicke der Anschlußschienen (3).
27. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite eines Unterteils (9) Öffnungen (20) für die Durchführung der Anschlußschienen (3) angeordnet sind.
28. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten eines Unterteils (9), insbesondere links und rechts von den Anschlußschienen (3) Befestigungsflansche (21) angeordnet sind.
29. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsflansche (21 ) mit Befestigungsbohrungen (22) angeformt sind, die zur Befestigung des Kurzschließers (23) geeignet sind.
30. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator (6) in dem oberen Teil eines ersten Bereichs in einer zylindrischen Aufnahme (32) eingebettet ist, die einen größeren Durchmesser aufweist, als der Bereich des Vorvolumens (31 ).
31. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (7) mit einem ersten Bereich (30) versehen ist, der mit einer Haltephase (33) versehen ist, an der sich des Gasgenerator (6) abstützt und gegen diese durch eine nicht näher gezeigte Überwurfmutter gedrückt wird.
32. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (7) einen zweiten Bereich (35) aufweist, der für die Halterung und Isolierung der Verbindungsschiene (2) vorgesehen und wie ein Isoliermantel über der Verbindungsschiene (2) übergestülpt wird.
33. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschiene (2) relativ hoch ist, derart daß der Kurzschließerkolben (5) nahezu vollständig in der Verbindungsschiene (2) eingebettet werden kann.
34. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Verbindungsschiene (2) etwa zwei Drittel ihrer Breite beträgt.
35. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweiten Bereich (35) eines Halteteils ein runder Kragen (37) angeformt ist, der in eine Durchgangsbohrung (38) der Verbindungsschiene (2) hineinragt.
36. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um einen zweiten Bereich (35) eines Halteteils (7) ein rechteckförmiger dritter Bereich (40) wie ein Schirm angeordnet ist, welches die Anschlußschienen (3) isolierend abschirmt.
37. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer mit einer Haube (10) aus Isolierstoff versehen ist, die zusammen mit einem Paket aus Stromschienen und Isolierteilen ein Gehäuse bildet.
38. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haube (10) mit einer Kabeldurchführung und Zugentlastung für Gasgeneratorzündleitungen versehen ist.
39. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck des Gasgenerators (6) mindestens 500 bar beträgt.
40. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließerkolben (6) einen zylindrischen Bereich (41) und vorne einen leicht konischen Bereich (42) aufweist.
41. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußschienenbohrung der Anschlußschienen (3) mit einer Anschlußschienenphase (43) versehen ist, in der eine Hülse (11 ) des Zentrierelements (1 ) liegt.
42. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrienelement (1) wie eine fingerhutartigen Isolierkappe geformt ist.
43. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer als zentrales Schutzorgan in einer ortsveränderlichen Energieverteilungsanlage angeordnet ist.
44. Kurzschließer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließer als zentrales Schutzorgan in einer stationären Energieverteilungsanlage angeordnet ist.
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