Kurzschlussbegrenzer Seit bald 30 Jahren werden zur Abschaltung von Überströmen und Kurzschlüssen an Stelle der be kannten Schmelzsicherungen sogenannte Leitungs- schutzschalter ( Kleinautomaten ) verwendet. Der Hauptunterschied zwischen einer Sicherung und einem Leitungsschutzschalter ist der, dass die Si cherung nach erfolgter Abschaltung defekt ist und durch eine neue ersetzt werden muss, wogegen der Leitungsschutzschalter nach erfolgter Abschaltung von Hand sofort wieder eingeschaltet werden kann, so dass weder Material, noch Zeitverluste entstehen.
Einer weitgehenden Anwendung von Leitungs- schutzschaltern ist bisher deren Preis sowie deren begrenzte Abschaltleistung im Wege gestanden. Bei der üblichen Netzspannung von 380 Volt kann ein solcher Leitungsschutzschalter normalerweise Kurz schlussströme von 1200-1500 Amp. abschalten. Grössere Leitungsschutzschalter haben eine Ab schaltleistung von 2000 bis 4000 Amp., sind aber teuer und weisen auch noch andere Nachteile auf.
Infolge des zunehmenden Verbrauches an elek trischer Energie in Industrie und Haushalt müssen die Elektrizitätswerke immer mehr und immer grö ssere Transformatorenstationen aufstellen, wodurch die mögliche Kurzschlussleistung stark ansteigt. Es können daher in den Netzen von Industrien und auch von grossen Gebäuden an gewissen Stellen be reits Kurzschlussströme von bis zu 10 000 Amp. auftreten. In solchen Fällen können keine Lei- tungsschutzschalter mehr verwendet werden, weil ihre Abschaltleistung zu klein ist.
Die Erfindung gestattet, Leistungsschutzschalter der üblichen Bauart in viel weiterem Umfange zu verwenden, als dies bis jetzt möglich war.
Sie betrifft einen Kurzschlussbegrenzer, der sich dadurch auszeichnet, dass er eine Magnetspule auf weist, welche, wenn sie von einem Kurzschlussstrom durchflossen wird, einen Magnetanker anzieht, der die Öffnung eines im Stromweg befindlichen Kon taktes in weniger als 7 Millisekunden bewirkt, wel cher Kontakt nach Aufhören des Kurzschluss- stromes sofort wieder geschlossen wird.
Wenn ein solcher Kurzschlussbegrenzer mit einem Leitungsschutzschalter in Serie geschaltet ist, so begrenzt der am sich öffnenden Kontakt des Kurzschlussbegrenzers auftretende Lichtbogen die Höhe des Kurzschlussstromes auf einen für den Lei- tungsschutzschalter ungefährlichen Wert. Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, dass die Kontakt öffnungszeit unterhalb der genannten Grenze von 7 Millisekunden bleiben muss, um den gewünschten Effekt zu erzielen.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieses Kurzschlussbegrenzers in einem Stromvertei- lungsnetz. Diese Verwendung ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Kurzschlussbegrenzer mehreren zu einander parallel geschalteten Leitungsschutzschal- tern vorgeschaltet ist. Bei dieser Verwendung genügt ein einziger Kurzschlussbegrenzer, um eine Anzahl von Leitungsschutzschaltern gegen zu hohe Kurz schlussströme zu sichern.
Anhand der beiliegenden Zeichnung werden ein Ausführungsbeispiel des Kurzschlussbegrenzers nach der Erfindung, einige Varianten desselben und ein Beispiel für seine Verwendung erläutert. Es ist: Fig. 1 eine Seitenansicht des Kurzschlussbe- grenzers, Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht einer Variante, Fig. 5-7 je ein Schema von weiteren Varianten, Fig. 8 ein Stromverteilungsnetz,
in welchem der Kurzschlussbegrenzer verwendet ist. Der Kurzschlussbegrenzer nach Fig. 1-3 weist eine Magnetspule 1 auf, deren Magnetkern mit 2 bezeichnet ist. Der Magnetanker 3 ist bei 4 schwenk bar gelagert und wird durch eine Zugfeder 5 im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt. Auf dem Anker ist eine Kontaktbrücke 6 angeschraubt, die mit zwei Kontaktstücken 7a versehen ist, welche norma lerweise mit den beiden Kontaktstücken 7b in Be rührung sind. Die Kontaktstücke 7b werden je von einer Kontaktfeder 8' bzw. 8" getragen, die auf den leitenden Trägern 9' bzw. 9" befestigt sind.
Diese Träger 9, 9" sowie der Magnetkern 2 und zwei An schlussklemmen 10 und 11 sind auf einem isolieren den Sockel 12 befestigt. Die Leitung, in deren Zuge sich der Kurzschlussbegrenzer befindet, ist mit 13 bezeichnet.
Im normalen Betrieb fliesst der Strom von der Klemme 11 über die Magnetspule 1, den Träger 9', an welchem die Spule mit einer Schraube 14 ange schlossen ist, die Kontaktfeder 8', den durch die Kontaktpaare<I>7a</I> und<I>7b</I> samt Kontaktbrücke 6 ge bildeten Kontakt 7 (der also zwei in Serie geschal tete Kontaktstellen aufweist), die Kontaktfeder 8" und den Träger 9" zu der mit letzterem verbinden den Klemme 12.
Wenn in der Leitung 13 ein Kurzschlussstrom auftritt, so überwindet die Anziehungskraft der Ma gnetspule 2 auf den Anker 3 die Kraft der Feder 5 und der Kontakt 7 wird ungefähr in 2 msec geöffnet, welcher Wert noch erheblich kleiner ist als der ein gangs erwähnte Grenzwert von 7 msec. Der hierbei am Kontakt 7 entstehende Lichtbogen begrenzt den Kurzschlussstrom auf einen für Leitungsschutzschal- ter ungefährlichen Wert.
Nachdem ein solcher, im Zuge der Leitung 13 befindlicher Schalter den Strom abgeschaltet hat, kehrt der Begrenzer sofort wieder in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurück, in welcher der Kontakt 7 geschlossen ist. Nach Be hebung der Ursache des Kurzschlusses genügt es, den Leitungsschutzschalter wieder einzuschalten, um die Betriebsbereitschaft des Netzes wieder herzustellen.
Die Variante nach Fig. 4 unterscheidet sich vom Beispiel nach Fig. 1-3 lediglich dadurch, dass die Kontaktbrücke 6' nicht auf dem Anker 3 ange bracht, sondern durch ein Koppelglied 15 gelenkig mit demselben verbunden ist. Dabei ist die Kontakt brücke 6 bei 16 an einer Stütze 17 schwenkbar be festigt.
Im Falle von Fig. 5, in welcher der Begrenzer schematisch dargestellt ist, ist parallel zum Kon takt 7 ein Widerstand 17 angeordnet, was für die Löschung des Lichtbogens günstig ist. Das Streufeld der Magnetspule 1 kann zum Ausblasen des Licht bogens dienen.
Nach Fig. 6 ist ein Widerstand 19 parallel zum Kontakt 7 geschaltet. Dieser Widerstand ist zu einer Spule gewickelt, die zum Ausblasen des Lichtbogens dient. Bei der Variante nach Fig. 7 ist ein Widerstand 18 parallel zum Kontakt 7 geschaltet, während eine Blasspule 20 in Serie mit demselben angeordnet ist. Fig. 8 zeigt ein Stromverteilungsnetz in ein poliger Darstellung.
Am Hochspannungsnetz 21 ist über die Hoch spannungssicherung 22 die Primärseite eines Trans formators 23 angeschlossen. Auf die Niederspan nungssicherung 24 folgen Hauptleitungssicherungen 25 in den verschiedenen abgehenden Hauptleitungen. In einer der letzteren ist hinter der Sicherung 25 der Kurzschlussbegrenzer 26 angeordnet. Derselbe ist der Verteilsammelschiene 27 vorgeschaltet, von welcher eine Anzahl von Leitungen abgehen, die je mit einem Leitungsschutzschalter 28 üblicher Bauart versehen sind.
Bei Kurzschluss in einer dieser Leitungen, die zueinander parallel, zu dem Begren zer 26 aber in Serie geschaltet sind, kann der Kurz schlussstrom nur so gross werden, dass er noch an standslos vom betreffenden Leitungsschutzschalter 28 abgeschaltet wird. Der Begrenzer 26 ist für die Gesamtleistung sämtlicher an ihn angeschlossener Leitungsschutzschalter 28 dimensioniert. Man könnte auch einen Kurzschlussbegrenzer solcher Grösse bauen, dass er geeignet wäre, unmit telbar hinter der Sicherung 24 angeordnet zu werden. In diesem Falle könnte man die Hauptleitungssiche- rungen 25 ebenfalls durch Leitungsschutzschalter ersetzen, deren Nennströme z.
B. 60 oder 100 oder 200 Amp. sein könnten.
Selbstverständlich kann man einen Kurzschluss- begrenzer auch mit einer gewöhnlichen Schmelz sicherung in Serie schalten, falls sich dies als er wünscht erweisen sollte.