CH321393A - Anordnung zur Begrenzung von Kurzschlussströmen in Gleich- und Wechselstromnetzen - Google Patents

Description

  <B>Zusatzpatent</B> zum     Hauptpatent    Ni: 311386    <B>Anordnung zur Begrenzung von</B>     Kurzachlussatrömen   <B>in Gleich- und</B>     Wechselstromnetzen       Das Hauptpatent betrifft eine     Anordnung     zur Begrenzung von     Kurrsehlussströmen    in       (;

  leieli-    und     Weehse        sstromnetzen.    Diese An  ordnung ist dadurch     gekennzeichnet,        dass          mindestens    eine für die     Nennspannung        und     einen Bruchteil des Nennstromes der Anord  nung     bemessene        Sicherung    und     mindestens    ein       diese    Sicherung im Betriebszustand über  briickender Schalter vorhanden sind, wobei  die Impedanz des     Schalterzweiges    derart     be-          mes.-sen    ist,

   dass der durch die Sicherung     flie-          ssende    Strom, bei     Nennatroin.    der     Anordnnin,          höchstens        d'em        Nennstrom    der     Si.eherung     gleich ist, und wobei Mittel vorgesehen sind,  die die     Kontakttrennung    des Schalters späte  stens 0,5     ins    nach Auftreten des     Kurzsehluss-          ätromes    bewirken.

   Die Anordnung ist ferner       gekennzeichnet    durch eine derartige     Bemes-          ,iitrg    dir Sicherung und Ausbildung der Par  allelschaltung     Sieherung-Überbrückungssehal-          ter,    dass im Zeitpunkt der Kontakttrennung  des Schalters der     Spannungsabfall    je-     Unter-          breehungsstelle    des Schalters     höchstens    15 V       beträgt    und zudem die elektrische     Festigkeit          des    Schalters immer grösser ist als die an     der     Sicherung auftretende Spannung.

    



  Im     Hauptpatent.    ist dabei eine Ausfüh  rungsform     beschrieben,    bei welcher ein elek  trischer und ein mechanischer     Ene        giespei-          i    eher vorhanden sind, wobei die Energie des       elektrischen        Energiespeichers        zur        Auslösung    des       meelianisehen    Energiespeichers     dient.,    dessen  Energie den Ü     berbrüekungsschalter    betätigt.

      Die vorliegende Erfindung betrifft nun  eine mit einem elektrischen und einem mecha  nischen     Energiespeicher    versehene, besondere       Ausführungsform    einer     solchen        Anordnung.     Ihr Kennzeichen besteht darin, dass Mittel zur       teilweissen        Umwandlung    der Energie des     elek-          trischen    Energiespeichers in Druckenergie  vorhanden sind,

   die ihrerseits     die        Auslösung     des mechanischen     Energiespeichers    und     zu-          gleich    eine     zusätzliche        Beschleunibgung    der       beweglichen    Schaltbrücke des Ü     berbrückungs-          schalters    bewirken.  



       Nachstehend:    wird an     Hand    der Zeichnung  ein     Ausführungsbeispiel    der erfindungs  gemässen     Anordnung    näher erläutert, und  zwar an einer     Grleichrichteranlage    zur Begren  zung des als     Kurzschlussstrom        anzusehenden          Rückstromes    einer     Gleichriehteranlage.     



  Esstellen dar: 1 die     Primär-Netzklemmen     der     Gleiehriehteranl!age,    3 den     Gleichrichter-          transformator,    4 die     Gleichrichterschaltkon-          takte,    2 die vor den     Primäranschlüssen    des       G-leichrichtertranssformators    3 liegende     Sch,alt-          anordnung,    die die Abschaltung bei Auftre  ten von     Rückströmen    vornimmt.

   Diese Schalt  anordnung 2 besteht im     wesentlichen        aus    einer  für die Nennspannung und einen Bruchteil des       Nennstromes    der Anlage bemessenen Siche  rung 23 und dem     diese    Sicherung im Betriebs  zustand     überbrückenden        Schalter,    der aus     d'er     beweglichen Schaltbrücke 21, dem unter dem       l"influss    der Druckfeder 26 stehenden     Ko:

  ntald     25, dem blockierenden Organ 22 und der      Druckfeder 24     besteht.    Die Impedanz der       Schaltanordnung    2     ist    dabei     derart    bemessen,  dass der durch die Sicherung fliessende Strom  bei     Nennstrom    der Anlage     höchstens    dem       ,Nennstrom        der        Sicherung    gleich ist. Zum Bei  spiel wird bei einer Anlage für einen Nenn  strom von 100 A und einen Widerstand des       Schalters    von weniger als 0,001 Ohm eine  Sicherung für 6 oder 10 A mit. einem. Wider  stand von etwa 0,1. Ohm im kalten Zustand  gewählt.

   Ferner     isst,    ein     Wandler    5 vorhanden,  der .einen Ringkern aus hochpermeablem  Werkstoff, z. B. Nickeleisen, besitzt. Der       Wandler    5 wird vor der Inbetriebnahme der  Anlage durch Schliessen     des        Drucli:kontaktes     55 über die Wicklung 53 in der gleichen  Richtung     magnetisiert,    wie er     durch    den       Anodenstrom        des    Gleichrichters im Betrieb       magnetisiert    wird.

   Infolge der     Rechteekforn     der     Hysteressichleife    des Kernmaterials des       Wandlers    tritt im Normalbetrieb nur eine  v     ernachlässigbare        Induktionsänderung    im  Kern und damit nur eine kleine Spannung  in der Sekundärwicklung 52 auf. An der       Sekundärwicklung    52 liegt die     Primä:rwiek-          lung    61. eines     Hochspannungstransformators    6.  Dessen Sekundärwicklung 62     ist    an die     Elek-          trod.en    71 und 73 einer Mehrfachfunkenstrecke  7 angeschlossen.

   Entsprechend der Zahl der       (lleichrichteranoden        sind    auch die Elemente 5  und 6 vorhanden, und auch die     Funkenstrecke     7     weist    die gleiche     Zahl    von     Zündelektroden     <B>71.</B> auf.

   Mit 8 ist ein     Hochspannungskonden-          sator    bezeichnet, der über den     Hochspan-          nungstra.nsformator    82 und den     Oxleiehrichter     81 dauernd .auf eine     konstante    Spannung auf  geladen wird, 9 stellt eine Druckkammer aus  zum Beispiel     armiertem    Hartgewebe dar, die  mit. einem wenig     kompressiblen,    isolierenden       31edium    92, z. B. Öl, Fett,     Wasser"        Glykol,          gefüllt        ist.    91     ist    ein feiner Draht, z.

   B. ein  Schmelzleiter aus Wolfram, mit einem     Durch-          messer    von 0,1 mm oder weniger, der im     Ent-          iadestromkreis    des Kondensators 8 liegt. 93 ist  eine nachgiebige     Stelle,    z. B. eine     Cu-Mem-          bran,    die das Medium 92 gegen aussen ab  schliesst. Diese Membran 93 dient zugleich zur       Stromzuführung    zum Draht 91. Mit der Mem-         bran    93 ist ein starres     Isolierorgan    10, z. B.

    ein Stössel aus     IIart@rewebe    oder ähnlichem  Material, verbunden, der seinerseits bei     Aus-          buchtung    der Membran nach aussen auf die       bewegliche    Schaltbrücke 21 stösst. Die     meeha-          nisehe    Blockierung 22 besteht aus einem     2vla-          terial    mit hoher Druck-, jedoch     gerin,:er     Schlagbiegefestigkeit, z. B.     Ilartpapier,    kera  mischem oder glasartigem Material.  



  Die Wirkungsweise der     Anordnunlo-    ist  folgende: Bei Eintritt einer     Rüekzündun#"-          wird    der Kern des Wandlers 5 plötzlich     uri-          magnetisiert,    und an der     Sekundärwicklung     52 tritt ein starker Spannungsstoss auf. Dieser  Spannungsstoss wird durch den     Hoehspan-          nungstra.nsformator    6 auf die     1Tehrfachfnn-          k        enstrecke    7 übertragen, wobei es zum Über  schlag in der     Luftstrecke    zwischen den Elek  troden 71. und 73 kommt.

   Durch den     Vber-          schlag        zwischen    der. Elektroden 71 und 73     ge     langt die     IIauptentladestreeke    72, 73 zur     Ziin-          dung,    wodurch die     Entladung    des     Hoehspan-          nungskondensators    8 über den Schmelzleiter  91 in der     Druckkammer    9 eingeleitet wird.

    Der     Sehmelzl@eiter    91 ist so     bemessen,    dass er  durch den     Entladestrom    des     Kondensators    8  in sehr kurzer Zeit geschmolzen wird. Dies  ermöglicht     das    Entstehen eines     Lichtbogens.     Dadurch wird das umgebende Medium     \ve?.1.-          dampft.    und vergast, so dass ein     Druckstop     entsteht.

   Dieser wird, über die     Abschlussm:em-          bran    93 an den isolierenden Stössel 10 ab  gegeben, der seinerseits auf die bewegliche  Schaltbrücke 21 drückt und die     Bloekiex-unn-          22    sprengt; der Schaltarm     ?1.    wird unter dem       Einfluss    des Stosses des     Isolierorgans    1.0 in die  geöffnete Stellung gebracht, wobei er durch  die     nun    entspannte Feder 24     zusätzlich    be  schleunigt wird:

   Die     Sicherung    23 übernimmt  nun den ansteigenden, auf die Primärseite       reduzierten    Rockstrom. und schmilzt sehr  rasch, das heisst in ungefähr 1     \'        Millisekun-          den    durch.     Dadnreh    wird die Anlage     vom     Netz getrennt. Je nach der Phasenzahl erfolgt  die Abtrennung ein- oder mehrphasig, da die  Elemente 9, 10 und 2 in jeder Phase vor  handen sind.

   Die Kontakttrennung     zwischen,     Schaltbrücke 21 und feststehendem Kontakt      25     ist    in einer ausgeführten Anordnung in       weniger        als    2 - 1.0-4 s nach Beginn der     Rüek-          zündhing    vollzogen, das heisst der Schalter       öffnet.    sich so     schnell,

      dass im     Zeitpunkt    der  Kontakttrennung der     Spannungsahfall    je       I'nterbreehun        gsatelle    weniger als 15 V beträgt  und die     Überschlagsapa.nnung    an den Kon  takten immer grösser ist als die an der     Siche-          run-    auftretende Spannung. Es hat sieh als       %-orteilhaft    erwiesen,     die    Funkenstrecke 7  durch Spuren eines radioaktiven Präparates       7-1,    z.

   B.     Tritium,        vorzuionisieren.    Dieses Prä  parat 74 wird dabei in die als     Ansatzstelle     der Entladung in Frage kommenden Punkte  der Kathode 73 eingelagert. Damit wird  erreicht.,     dass    die     Entladeverzugszeiten    höch  stens einige     Mikrosekunden    betragen.  



  Die beschriebene und     dargestellte    Anord  nung ist. selbstverständlich nicht nur     zur    Er  fassung bzw. Begrenzung von Rückströmen in       (-111eiehriehteranlagen    beschränkt. Sie kann ganz  allgemein im Sinne des Hauptpatentes zur  Begrenzung von Überströmen in geeigneter  Form     verwendet    werden. Sie weist den grossen  Vorteil auf, dass die zur     Auslösung    des Schal  ters benützten Energiespeicher mit Zubehör       1egen    den abzuschaltenden Stromkreis isoliert  sind und daher auf der     Niederspannungsseite     angebracht werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH .Anordnung zur Begrenzung von Kurz- sehlussströmen in Gleich- und Wechselstrom anlagen nach dem Patentanspruch des Haupt patentes, mit einem elektrischen und einem mechanischen Energiespeicher, gekennzeich net, durch Mittel zur teilweisen Umwandlung der Energie des elektrischen Energiespeichers in Drueken.ergie,

   die ihrerseits die Auslösung des mechanischen Energiespeicbers und zu gleich eine zusätzliche Besehleunigung der be.. we-liehen Sehaltbrüeke bewirken. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, da durch. gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher und die Mittel zur Umwand- hing seiner elektrischen Energie in Druck energie vom abzuschaltenden Stromkreis elek trisch isoliert sind.

   2. Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Druckenergie in einem mit mindestens einer nachgiebigen Stelle versehenen Druckbehälter erzeugt wird, der mit einem Medium gefüllt ist, in dem ein durch dien Entladestrom de's elektrischen Energiespeiche=rs gespeister Lichtbogen gezün det wird. 3.

   Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Zündung des Lichtbogens durch Verdampfung eines im Me dium angeordneten und vom Entiadestrom des elektrischen Energiespeichers durchflossenen Schmelzleiters hervorgerufen wird. 4. Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die' nachgiebige Stelle .des Druckbehälters über ein starres Iso lierorgan auf die bewegliche Schaltbrücke des Überbrückungasehalters einwirkt.. 5.

   Anordnung nach Patent.ansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die bewegliche Schaltbrücke in geschlossenem Zustande des Überbrückungsschalters mechanisch blockiert ist, wobei das blockierende Organ aus Mate rial von hoher Druck- aber geringer Schlag biegefestigkeit besteht. 6. Anordnung nach den Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufprallen des Isolierorgans auf die beweg liche Schaltbrücke das blockierende Organ zer stört wird, wodurch die Kontakttrennung ein geleitet wird. 7.

   Anordnung nach Patentanspruch, als Rückatromschutz, gekennzeichnet durch min- destens einen vom Vorwärtsstrom magnetisier ten Wandler, der bei Rückstrom unmagneti-- siert wird und dabei in einer Wicklung einen Spannungsimpuls hervorruft, der zur Zün dung mindestens einer im Entladestromkreis des elektrischen Energiespeichers angeordne ten, vorionisierten Funkenstrecke dient.