CH338234A - Kurzschlussbegrenzer - Google Patents

Description

      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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Kurzschlussbegrenzer, dadurch gekennzeich net, dass er eine Magnetspule (1) aufweist, welche, wenn sie von einem Kurzschlussstrom durchflossen wird, einen Magnetanker (3) anzieht, der die Öff nung eines im Stromweg befindlichen Kontaktes (7) in weniger als 7 Millisekunden bewirkt, welcher Kontakt nach Aufhören des Kurzschlussstromes so fort wieder geschlossen wird. Il.

   Verwendung des Kurzschlussbegrenzers nach Patentanspruch I, in einem Stromverteilungsnetz, da durch gekennzeichnet, dass der Kurzschlussbegren- zer (26) mehreren zueinander parallel geschalteten Leitungsschutzschaltern (28) vorgeschaltet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Kurzschlussbegrenzer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kon taktteil (6, 7a) mit dem Magnetanker (3) fest ver bunden ist (Fig. 1-3).

   2. Kurzschlussbegrenzer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kon taktteil (6, 7a) mit dem Magnetanker (3) nicht fest, sondern nur kinematisch verbunden ist (Fig. 4). 3. Kurzschlussbegrenzer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (7) bei, Normalstrom durch eine Feder (5) geschlossen ge halten wird. 4. Kurzschlussbegrenzer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (18, 19) parallel zum Kontakt (7) geschaltet ist (Fig. 5 bis 7).

   5. Kurzschlussbegrenzer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum magneti schen Ausblasen des beim Öffnen des Kontaktes (7) entstehenden Lichtbogens vorgesehen sind (Fig. 5). 6. Kurzschlussbegrenzer nach Unteransprüchen, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Streufeld der Magnetspule (1) zum Ausblasen des Lichtbogens dient (Fig. 5-7). 7. Kurzschlussbegrenzer nach Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wider stand (19) zu einer Spule gewickelt ist, die zum Ausblasen des Lichtbogens dient (Fig. 6).

   B. Kurzschlussbegrenzer nach Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Kontakt (7) in Serie liegende Spule (20) zum Aus blasen des Lichtbogens vorgesehen ist (Fig. 7).