DE1116787B - Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes - Google Patents
Strombegrenzer in Form eines GleitwiderstandesInfo
- Publication number
- DE1116787B DE1116787B DES47411A DES0047411A DE1116787B DE 1116787 B DE1116787 B DE 1116787B DE S47411 A DES47411 A DE S47411A DE S0047411 A DES0047411 A DE S0047411A DE 1116787 B DE1116787 B DE 1116787B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current limiter
- current
- resistance
- limiter according
- partial
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
- H01H33/16—Impedances connected with contacts
- H01H33/161—Variable impedances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C10/00—Adjustable resistors
- H01C10/16—Adjustable resistors including plural resistive elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Description
Zur Durchführung von Schalt- und Regelvorgängen in elektrischen Starkstromanlagen sind veränderbare
Widerstände von erheblicher Bedeutung. Für verhältnismäßig langsam verlaufende Vorgänge besteht
bereits eine größere Zahl brauchbarer Konstruktionen; jedoch verfügt man noch nicht über
Starkstromwiderstände, deren Ohmwert beispielsweise in einigen Millisekunden über einige Größenordnungen
veränderbar ist.
Es sind bereits veränderbare Widerstände angegeben worden, bei denen in Reihe geschaltete Teilwiderstände
durch getrennt angeordnete Kontakte überbrückt sind, derart, daß der gesamte Strom zunächst
über die in Reihe geschalteten Überbriickungskontakte fließt. Bei gleichzeitigem öffnen dieser Kontakte
werden sämtliche in Reihe liegenden Teilwiderstände eingeschaltet. Es ist auch vorgeschlagen worden,
einen Hauptüberbrückungskontakt vorzusehen, wobei dann die übrigen Kontakte in stufenweiser
Folge geöffnet werden. Da der Spannungsabfall längs eines Teilwiderstandes im Moment der Öffnung
des Überbrückungsschalters höchstens 10 bis 15 V betragen soll, damit die Lichtbogenbildung weitgehend
unterdrückt wird, muß insbesondere bei Hochspannungsschaltern eine sehr große Zahl von
Überbrückungskontakten (fünfhundert und mehr) vorgesehen werden. Dies ergibt einen komplizierten
und teuren Aufbau. Zudem weist die vom Überbrückungskontakt, dem zugehörigen Teilwiderstand
und den Verbindungsleitungen gebildete Leitungsschleife eine gewisse Induktivität auf, wodurch die
Kommutation von dem Überbrückungskontakt auf den zugehörigen Teilwiderstand erschwert wird, was
zu stärkerer Lichtbogenbildung und damit zu größerem Abbrand an den Überbrückungskontakten
führt.
Die Erfindung befaßt sich mit einem Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes, bei dem
diese Nachteile vermieden sind. Erfindungsgemäß besteht der Gleitwiderstand aus einer Mehrzahl von in
Reihe oder parallel geschalteten Teilwiderständen, die aus bandförmigem, mäanderförmig angeordnetem
Widerstandsmaterial aufgebaut sind und von den Stromabnehmern mit einer Mindestgeschwindigkeit
von 5 m/s durchlaufen werden, wobei der gesamte Widerstand in mindestens 5 Millisekunden eingeschaltet
ist und die die Stromabnehmer antreibende Kraft in Bruchteilen einer Millisekunde wirksam
wird. Durch die Verwendung von bandförmigem Widerstandsmaterial, das in mäanderförmigen Schleifen
angeordnet ist, ist es möglich, mit einfachen Mitteln die Teilwiderstände in eine große Anzahl von
Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes
Anmelder: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft>
Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dr. Fritz Kesselring, Küsnacht, Zürich (Schweiz), ist als Erfinder genannt worden
Stufen aufzulösen. Auch die Induktivität der Mäanderschleifen, die die einzelnen Widerstandsstufen
bilden, läßt sich durch Wahl eines geringen Abstandes der Widerstandsbänder weitgehend herabsetzen,
so daß die an den Widerstandsstufen auftretenden Spannungsabfälle entsprechend gering sind.
Die Verwendung einer Mehrzahl von Gleitwiderständen hat den Vorteil, daß man bei kleinen Schaltwegen
von z. B. nur einigen Zentimetern doch einen großen Gesamtwiderstand einschalten kann. Beträgt
z. B. die mittlere Geschwindigkeit der Stromabnehmer 10 m/s und werden zwanzig Teilwiderstände verwendet,
so ist die Summe aller Wege nach 2 Millisekunden bereits 40 cm. Wollte man diesen Weg in
2 Millisekunden mit Hilfe eines einzigen Stromabnehmers durchlaufen, so müßte sieh dieser mit einer
mittleren Geschwindigkeit von 200 m/s bewegen, was praktisch nicht erreicht werden kann.
Die hohe Änderungsgeschwindigkeit des Widerstandes ist unter anderem erforderlich, damit beim
Auftreten eines Kurzschlußstromes sich der Widerstand noch so rechtzeitig einschalten läßt, daß der
Höchstwert des Stromes nur etwa das Zwei- bis Dreifache des Nennstromes beträgt. Hierzu muß aber im
allgemeinen ein erheblicher Teil der gesamten Widerstandsänderung bereits nach Bruchteilen einer Millisekunde eingeschaltet sein.
Hierbei ist die für Starkstromwiderstände wesentliche Forderung von Bedeutung, daß der maximale
Gesamtwiderstand mindestens tausendmal größer sein soll als der minimale Gesamtwiderstand. Derartige
Widerstände müssen nämlich im allgemeinen einen kleinen Anfangswiderstand von beispielsweise
1OmQ aufweisen. Sollen sie aber einen merkbaren
109 738/314-
Einfluß auf die Größe des Stromes ausüben, so muß ihr Endwert mindestens einige Ohm betragen. Es
würde sich somit ein derartiger Widerstand z. B. von 0,01 auf 10 Ω ändern, womit bereits ein großer Teil
von Regel- und auch Schaltaufgaben beherrschbar ist. Noch ausgeprägter ist dies der Fall, wenn die
obere Grenze bei gleichem Minimalwert 100 oder gar 1000 Ω beträgt. So würde z. B. ein Widerstand von
1000 Ω Endwert in einer 10-kV-Starkstromanlage
einen Strom von zunächst 1000 A auf etwa
10000
•1000
= 6A
verringern. In
Fig. 1 und 2 sind einige Widerstandsanordnungen nach der Erfindung schematisch dargestellt, während
Fig. 3 bis 6 drei beispielsweise Ausführungsformen derartiger Widerstände in Verwendung als Schalter
oder Strombegrenzer zeigen.
In Fig. 1 bedeutet 1 die Teilwiderstände, 2 die Stromabnehmer, die einerseits längs der Widerstände
1, andererseits längs der Stromzuführungen 3 gleiten; 4 sind gut leitende Verbindungen, 5 und 6
die äußeren Anschlüsse. In der untersten Stellung der Stromabnehmer 2 ist der Widerstand sehr gering, da
er im wesentlichen nur durch die Kontaktwiderstände der Stromabnehmer gegeben ist. Werden nun die
Stromabnehmer gleichzeitig und gleich schnell nach oben bewegt, so vergrößert sich der Ohmwert aller
Teilwiderstände gleichmäßig. Die Stromabnehmer können entweder in der punktiert gezeichneten Lage
stehenbleiben oder auch noch weiter nach oben bewegt werden, wobei dann der über die Teilwiderstände
fließende Strom unter geringer Lichtbogenbildung vollständig unterbrochen wird.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der jedem Stromabnehmer 12 je zwei Teilwiderstände 11 zugeordnet
sind. 14 bedeutet elektrisch gut leitende Verbindungen zwischen den Teilwiderständen. 15 und 16
sind die Anschlüsse. Bei gleichem Weg kann hierbei der doppelte Widerstandswert wie bei der Anordnung
nach Fig. 1 ein- bzw. ausgeschaltet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bedeuten 41 und 41' die aus isoliertem Widerstandsband, z. B.
Chromnickelband oder Eisenband, aufgebauten Teilwiderstände, wobei der Ohmwert je Widerstandsstufe
bei der Ausschaltung zunächst etwas abnimmt, um später dann laufend zuzunehmen. Die Stromabnehmer 42 sind als Ω-förmige Kontaktfedern ausgebildet
und an den isolierenden Betätigungsstücken 43 befestigt. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein,
weitgehend ebene Kontaktbahnen 45 und 45' vorzusehen, damit auch bei sehr großer Schaltgeschwindigkeit
eine einwandfreie Berührung zwischen Stromabnehmern und Kontaktbahnen gesichert ist. Zusätzlich
ist anzustreben, Stromabnehmer mit hoher mechanischer Eigenfrequenz und ausreichender Dämpfung
zu verwenden und darauf zu achten, daß die Masse der Stromabnehmer 42 und der isolierenden
Betätigungsstücke 43 einschließlich der Kolben 44 möglichst klein ist. In der untersten Stellung der
Stromabnehmer 42 sind die Anschlüsse 47 und 47' unmittelbar miteinander elektrisch gut leitend verbunden.
Die Widerstandszunahme je Stufe kann z. B. lediglich
durch Vergrößerung der Schleifen bewirkt werden. Es ist aber auch möglich, den Werkstoff im
Sinne eines zunehmenden spezifischen Widerstandes zu ändern. Ferner kann der Querschnitt des Widerstandsmaterials
stufenweise oder stetig verringert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen,
daß ein Band aus zunächst überall gleichem Querschnitt in ein geeignetes Lösungsmittel langsam eingetaucht
wird, derart, daß die zuerst eingetauchte Stelle die größte Querschnittsminderung erleidet,
während das andere Ende den ursprünglichen Querschnitt beibehält. Man kann aber auch umgekehrt
ίο vorgehen, indem man beispielsweise auf ein geeignetes
Isolierband oder ein sehr hochohmiges Metallband einen kontinuierlich zunehmenden Widerstandsbelag galvanisch oder durch Aufdampfen aufbringt.
Diese Methode hat den Vorteil, daß auch sehr dünne Schichten mit hohen Widerstandswerten je Zentimeter
ausführbar sind. Mit Vorteil werden die Teilwiderstände aus Widerstandsmaterial mit hohem
positivem Temperaturkoeffizienten, z. B. Eisenband, hergestellt, wodurch die Wirkung des veränderbaren
Widerstandes im Sinne einer Widerstandserhöhung noch verstärkt wird.
Die Betätigung der Stromabnehmer 42 erfolgt durch Preßgas. Die Isolierstücke 43 tragen zu diesem
Zweck an ihrem unteren Ende einen Kolben 44, beispielsweise aus Filz, der sich in dem schachtartigen
Raum, gebildet aus den Kontaktbahnen 45,45' und den benachbarten Isolierplatten 46, bewegt. Zwischen
den Anschlüssen 47, 47' befindet sich ein Preßgasverteilungsgehäuse 48 aus Isolierstoff, an das sich die
Druckluftzuleitung anschließt. Das Ventil 50 ist als dynamischer Auslöser mit Kupferteller 51 und in das
Isolierrohr 49 eingegossener feststehender Wicklung 52 ausgebildet. 53 ist die Ventilfeder, die sich gegen
die Speichen 54 abstützt. Unterhalb der Zuleitung 49 ist ein kleiner Druckkessel 55 angeordnet, der in Verbindung
mit einer nicht dargestellten Preßgaserzeugungsanlage steht. Sollen nun die Stromabnehmer
betätigt werden, so erhält zunächst die Wicklung 52 aus einer nicht dargestellten Energiequelle einen
Stromimpuls, worauf sich der Kupferteller 51 entgegen der Wirkung der Feder 53 nach oben bewegt.
Das Preßgas tritt nun über einen großen Querschnitt in das Verteilungsgehäuse 48 ein und wirkt sofort auf
die Kolben 44 ein, wodurch die Stromabnehmer 42 mit großer Beschleunigung nach oben bewegt werden.
Das Einschalten erfolgt durch Öffnen des Ventils 56, worauf das Preßgas über die isolierende Leitung 57
zu dem oberen Verteilungsgehäuse 58 fließt. Die Kolben 44 und damit die Stromabnehmer 42 bewegen
sich nun nach unten, wodurch der Widerstand überbrückt wird.
Da insbesondere bei einer großen Zahl von Teilwiderständen eine ebenso große Anzahl von Kontaktstellen
in Reihe liegt, macht es unter Umständen Schwierigkeiten, einen genügend kleinen Anfangswiderstandswert
von beispielsweise 1 mß oder weniger zu erreichen. Dieser Nachteil kann durch entsprechend
hohen Kontaktdruck der Stromabnehmer und kleinen Widerstand der Verbindungen zwischen
den Teilwiderständen vermieden werden. Noch günstiger ist aber in dieser Hinsicht die Lösung nach den
Fig. 4 und 5. Sie zeigen im Grundriß und Schnitt eine im Prinzip ähnliche Ausführungsform eines veränderbaren
Widerstandes wie in Fig. 3, bestehend aus den Teilwiderständen 61 und 61', die durch Isolierplatten
62, beispielsweise aus Glimmer, voneinander getrennt sind. Als Stromabnehmer dienen in diesem Falle
Quecksdlberpakete 63, die in der Anfangsstellung
(s. Fig. 5) zunächst einen zusammenhängenden Quecksilberleiter 63' bilden, der in einer Gummirinne 64
liegt und die Anschlüsse 65 und 66 unmittelbar miteinander verbindet. Gibt man nun auf die Gummirinne64
einen Impuls, wie er durch die Pfeile in Fig. 5 angedeutet ist, so wird der Quecksilberleiter
63' nach oben geschleudert und durch die Isolierplatten 62 in Quecksilberpakete 63 zerschnitten, die
sich nun in den Kammern 68, gebildet durch die Kontaktbahnen 67 und 67' einerseits und die beiden
benachbarten Isolierscheiben 62 andererseits, nach oben bewegen. Die Anordnung wird zweckmäßig so
getroffen, daß das Quecksilber aus den Kammern 68 oben herausgeschleudert und in einem nicht darge-
86 und 87 sind Metallkappen, die sowohl mit den Porzellanansätzen 82, 83 als auch den Stromzuführungen
84, 85 vakuumdicht verlötet sind. 88 ist das bewegliche ringförmige Schaltstück, das an dem Isolierbolzen
89 befestigt ist. Dieser ist am unteren Ende mit dem Kupferteller 90 des dynamischen Auslösers
verschraubt. 91 und 92 sind die feststehenden Spulen des dynamischen Auslösers, die in den Isolierkörper
93 mit den Rippen 94 eingegossen sind. Der Kupfer-ίο teller 90 kann durch nicht dargestellte horizontale
Schlitze in den Isolierkörper 93 eingeführt werden. Auf den Kupferteller 90 wirken sowohl die Zugfeder
95 als auch die bandförmige Druckfeder 96. Am oberen Ende ist der Isolierbolzen 89 geschlitzt und
stellten Behälter gesammelt wird, während es nachher *5 mit der isolierenden Betätigungsplatte 97, die zur
durch Öffnen eines ebenfalls nicht dargestellten ScMe- Verminderung der bewegten Masse Aussparungen
bers wieder in die Rinne 64 zurückfließt. Die Ver- 98 aufweist, fest verbunden. An der Betätigungsplatte
wendung von Quecksilber hat den Vorteil, daß weder 97 sind die in der Zeichnung nicht sichtbaren Strom-
an den Kontaktbahnen 67, 67' noch an den Strom- abnehmer des veränderbaren Widerstandes 99 in ähn-
abnehmern aus Quecksilber eine Abnutzung auftritt. 2° ücher Weise wie in Fig. 3 befestigt. Die Enden des
Zudem kann der Widerstand zwischen den An- Widerstandes 99 sind durch die Leiter 99 α und 99 b
Schlüssen 65 und 66 in der Anfangsstellung durch
passende Wahl des Quecksilberquerschnittes beliebig
klein gemacht werden.
passende Wahl des Quecksilberquerschnittes beliebig
klein gemacht werden.
Für die Erfindung ist es von großer Bedeutung, 25 weist für den Durchtritt der Betätigungsplatte 97
daß die Einschaltung der Widerstandsstufen der Teil- einen Schlitz 103 auf. Der Schaltraum 104 ist durch
widerstände praktisch lichtbogenfrei erfolat. Als
Regel kann gelten, daß in atmosphärischer Luft bei
Anfangsströmen bis zu etwa 2000 A der Spannungsabfall bei Einschaltung einer Stufe 15 bis 30 V nicht 30 der Hochspannungswicklung 106 des Impulswandlers überschreiten sollte. Setzt man die ganze Anordnung 107 verbunden, dessen Primärwicklung 108 an die unter Überdruck, z. B. von 6 at, so sind höhere Span- Klemmen 109 und HO geführt ist. Der Stützer 81 nungsabfälle bis 50 V zulässig, sofern die Stufen- mht auf einem allseitig abgeschlossenen Topf 111, widerstände auch hierbei praktisch induktionsfrei sind der seinerseits auf einem fahrbaren Gestell 114 mit ClO-8 H und weniger). Schließlich kann man die 35 Rädern 112 gelagert ist. Der untere Teü des Stützers
Regel kann gelten, daß in atmosphärischer Luft bei
Anfangsströmen bis zu etwa 2000 A der Spannungsabfall bei Einschaltung einer Stufe 15 bis 30 V nicht 30 der Hochspannungswicklung 106 des Impulswandlers überschreiten sollte. Setzt man die ganze Anordnung 107 verbunden, dessen Primärwicklung 108 an die unter Überdruck, z. B. von 6 at, so sind höhere Span- Klemmen 109 und HO geführt ist. Der Stützer 81 nungsabfälle bis 50 V zulässig, sofern die Stufen- mht auf einem allseitig abgeschlossenen Topf 111, widerstände auch hierbei praktisch induktionsfrei sind der seinerseits auf einem fahrbaren Gestell 114 mit ClO-8 H und weniger). Schließlich kann man die 35 Rädern 112 gelagert ist. Der untere Teü des Stützers
mit den Stromzuführungen 84 bzw. 85 verbunden. Die Teilwiderstände sind mit Hufe der Winkel 100
und 101 auf der Isolierplatte 102 befestigt. Diese
einen Deckel 105 gasdicht abgeschlossen. Die beiden feststehenden Spulen 91 und 92 des dynamischen
Auslösers sind parallel geschaltet und ihre Enden mit
Widerstände auch in einem Vakuum von mindestens 10~4 Torr anordnen, wobei Spannungsabfälle bis zu
1000 V und mehr zulässig sind.
Zum Antreiben der Stromabnehmer können z. B.
Zum Antreiben der Stromabnehmer können z. B.
81 wird zweckmäßig mit einem festen oder flüssigen Isoliermittel 113 gefüllt, während die Schaltkammer
104 ein Druckgas enthält.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:
Preßgas oder die Detonationswellen chemischer Um- 4° Wird z. B. in der Umgebung des Stromnulldurch
setzungen (Explosionen) Verwendung finden. Bei Preßgasbetätigung muß, wie bereits an Hand von
Fig. 3 erläutert wurde, dafür gesorgt werden, daß eine Zuleitung mit großem Querschnitt und großfläcMgem
Ventil zur Anwendung gelangt und möglichst in der Nähe des veränderbaren Widerstandes
noch ein zusätzlicher kleiner Druckbehälter vorgesehen wird; denn nur dann ist es möglich, die antreibende
Kraft in Bruchteilen einer Millisekunde wirksam werden zu lassen.
Im Prinzip ist auch eine hydraulische Bewegung der Stromabnehmer, z. B. mittels Isolieröl, möglich,
durch das die Lichtbogenlöschung noch zusätzlich begünstigt wird. Es muß jedoch darauf geachtet werden,
daß die Strömungsgeschwindigkeiten relativ klein bleiben, damit nicht ein zu großer Teil der
Antriebskraft in kinetische Energie der bewegten Isolierflüssigkeit umgewandelt werden muß.
Besonders zweckmäßig ist es, den Antrieb der Stromabnehmer mit Hilfe eines an sich bekannten
elektrodynamischen Systems vorzunehmen. Fig. 6 zeigt die Anwendung eines solchen veränderbaren
Widerstandes auf einen Hochspannungs-Strombegrenzer mit Impulsübertrager in Topfbauweise und
doppeltwirkendem elektrodynamischem Antrieb. Im einzelnen bedeutet 81 einen keramischen Freilufthohlstützer
mit den Ansätzen 82 und 83, durch die die Stromzuführungen 84 und 85 eingeführt werden.
ganges des abzuschaltenden Stromes über die Primärwicklung 108 des Impulswandlers 107 ein Kondensator
entladen, so fließt auf der Sekundärseite der Impulsstrom vornehmlich über die Wicklung 91, da
diese infolge der engen Kopplung mit dem Kupferteller 90 eine gegenüber der Wicklung 92 wesentlich
kleinere resultierende Induktivität aufweist. Dies hat zur Folge, daß der Teller 90 einen starken mechanischen
Impuls nach oben erhält, wodurch zunächst das bewegliche Schaltstück 88 sich von den noch
niederohmig überbrückten Anschlüssen 84, 85 trennt. Unmittelbar darauf beginnt die Zuschaltung des veränderbaren
Widerstandes 99 mit entsprechender Reduktion des Stromes. In der Ausschaltstellung ist die
Bandfeder 96 beinahe gestreckt; sie verhindert daher, daß sich der Schalter unter dem Einfluß der Schraubenfeder
95 wieder schließt. Wird jedoch auf die Primärwicklung 108 des Impulswandlers 107 ein
zweiter Stromstoß gegeben, so entsteht eine abstoßende Kraft zwischen der Wicklung 92 und dem
Kupferteller 90, wodurch die Bandfeder 96 so weit ausgeknickt wird, bis die Zugkraft der Feder 95 überwiegt.
Der Schalter begibt sich nun unter Verringerung des Widerstandes 99 in die Einschaltstellung.
Wie aus den Fig. 3 bis 6 zu ersehen ist, lassen sich mit HiKe des Strombegrenzers nach der Erfindung
einfache Starkstromschalter für Gleich- und Wechselstrom entwickeln. Durch die praktisch stetige Wider-
Standsänderung ist die Gewähr gegeben, daß sich sowohl leer laufende Transformatoren" sowie Freileitungen
und Kabel als auch Kurzschlüsse mit gegen die bisherigen Schalter wesentlich kleineren Überspannungen
abschalten lassen. Zudem benötigt die Abschaltung in Wechselstromanlagen nur wenige
Millisekunden. In Gleichstromanlagen mit hoher Induktivität wird man die Widerstandsänderung so vornehmen,
daß eine vorgegebene zulässige Überspannung nicht überschritten wird. Bei Wechselstrom sind
grundsätzlich zwei Anwendungen, nämlich als Schalter und als Strombegrenzer, möglich. Im ersten Fall
wird nach Ansprechen eines im Netz bereits vorhandenen Überstrom- oder Selektivschutzes die Auslösung
beim nächsten darauffolgenden Stromnulldurehgang eingeleitet. Dies kann in einfacher Weise dadurch
geschehen, daß ein Magnetkern aus Nickeleisen ummagnetisiert wird. Die hierbei entstehende
Spannung genügt im allgemeinen, um eine Funkenstrecke
zu zünden, worauf sich ein Kondensator beispielsweise über die Primärwicklung 108 in Fig. 6
entlädt. Der praktisch von Null ansteigende Kurzschlußstrom wird nun durch Einschalten des veränderbaren
Widerstandes auf sehr kleine Werte begrenzt oder ganz abgeschaltet. Es ist aber auch möglieh,
die Einschaltung des Widerstandes sofort nach Einsetzen eines Über- oder Kurzschlußstromes derart
herbeizuführen, daß der Kurzschlußstrom nur noch etwa den zwei- bis dreifachen Nennstrom erreicht.
Claims (11)
1. Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer
Mehrzahl von in Reihe oder parallel geschalteten Teilwiderständen besteht, die aus bandförmigem,
mäanderartig angeordnetem Widerstandsmaterial aufgebaut sind und von den Stromabnehmern mit
einer Mindestgeschwindigkeit von 5 m/s durchlaufen werden, wobei der gesamte Widerstand in
mindestens 5 Mülisekunden eingeschaltet ist, und daß die die Stromabnehmer antreibende Kraft in
Bruchteilen einer Millisekunde wirksam wird.
2. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert der
Anfangsstufen der Teilwiderstände kleiner ist als der Widerstandswert der Endstufen.
3. Strombegrenzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenwiderstand der
Teilwiderstände zwischen Anfangs- und Endstellung der Stromabnehmer ein Minimum aufweist.
4. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Stufenwiderständswertes
durch kontinuierliche Änderung des Querschnittes des Widerstandskörpers erfolgt.
5. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet," daß die Teilwiderstände aus
Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten bestehen.
6. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Teilwiderstände einander
gegenüberliegen und daß der gemeinsame Stromabnehmer in der Ebene des kleinsten Abstandes
zwischen den Teilwiderständen bewegbar ist.
7. Strombegrenzer nach Anspruch 1, mit Stromabnehmern aus Quecksilber, dadurch gekennzeichnet,
daß' die Stromabnehmer aller Teilwiderstände in der "Anfangsstellung einen zusammenhängenden
Quecksilberleiter zwischen den Anschlüssen des" veränderbaren Widerstandes bilden
und durch die Bewegung'in voneinander isolierte Quecksilberpakete aufgeteilt werden.
8. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die als Kolben ausgebildeten Stromabnehmer durch ein komprimiertes Gas angetrieben
und in schachtartigen Räumen bewegt werden, die durch je zwei gegenüberliegende Kontaktbahnen·
einerseits und die Isolierwände zwischen benachbarten Teilwidersländen andererseits
gebildet werden.
9. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Betätigung der Stromabnehmer
dienenden Kräfte durch mindestens einen dynamischen Auslöser freigegeben werden.
10. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmer elektrodynamisch
betätigt werden.
11. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß er durch einen für den vollen
Nennstrom bemessenen Schalter überbrückt ist, der spätestens bei der Betätigung der Stromabnehmer
geöffnet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 927 344, 862 470,
537, 608 855, 532 672, 513 535;
Deutsche Patentschriften Nr. 927 344, 862 470,
537, 608 855, 532 672, 513 535;
französische Patentschriften Nr. 896 599,
721451 ; .......
721451 ; .......
•britische Patentschriften Nr. 637 393, 281415;
USA.-Patentschrift Nr. 2 687 463;
ETZ-A, Juni 1953, S. 343 bis 346;
VDI-Zeitschrift, Bd. 97 (1955), S. 327 bis 331.
USA.-Patentschrift Nr. 2 687 463;
ETZ-A, Juni 1953, S. 343 bis 346;
VDI-Zeitschrift, Bd. 97 (1955), S. 327 bis 331.
Hierzu !Blatt Zeichnungen
© 109 738/314 10.61
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES47411A DE1116787B (de) | 1956-02-08 | 1956-02-08 | Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes |
CH349670D CH349670A (de) | 1956-02-08 | 1957-01-23 | Veränderbarer Widerstand |
FR1171545D FR1171545A (fr) | 1956-02-08 | 1957-01-24 | Résistance variable |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES47411A DE1116787B (de) | 1956-02-08 | 1956-02-08 | Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1116787B true DE1116787B (de) | 1961-11-09 |
Family
ID=7486405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES47411A Pending DE1116787B (de) | 1956-02-08 | 1956-02-08 | Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH349670A (de) |
DE (1) | DE1116787B (de) |
FR (1) | FR1171545A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2581790A1 (fr) * | 1985-05-13 | 1986-11-14 | Stopcircuit Sa | Interrupteur disjoncteur a coupure propre |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB281415A (en) * | 1926-09-15 | 1927-12-08 | Arthur William Stapleton | Variable electrical resistances |
DE513535C (de) * | 1929-02-14 | 1930-11-28 | Jeumont Forges Const Elec | Ausloesevorrichtung fuer Gleichstromrapidausschalter |
DE532672C (de) * | 1929-07-30 | 1931-09-02 | Dominitwerke Akt Ges Grubenlam | Widerstand mit Regulierschelle |
FR721451A (fr) * | 1930-06-27 | 1932-03-03 | Merlin Gerin | Perfectionnements aux disjoncteurs et particulièrement aux disjoncteurs à action rapide pour courant continu |
DE608855C (de) * | 1932-10-18 | 1935-02-05 | Robert Abrahamsohn G M B H | Gleitwiderstand mit Drehantrieb |
DE719537C (de) * | 1939-01-03 | 1942-04-10 | Preh Elektro Feinmechanik | Fassung fuer Fluessigkeitskontakte von drahtlosen Regelwiderstaenden |
FR896599A (fr) * | 1943-02-25 | 1945-02-26 | Disjoncteur à résistances et limiteur de courant de court-circuit | |
GB637393A (en) * | 1947-07-18 | 1950-05-17 | Jan Forman | Improvements in or relating to electrical circuit breakers and electrical circuit protection systems |
DE862470C (de) * | 1945-08-07 | 1953-01-12 | Fkg Ag | Strombegrenzer fuer Gleich- und Wechselstromnetze |
US2687463A (en) * | 1953-09-10 | 1954-08-24 | Chance Vought Aircraft Inc | Subminiature potentiometer |
DE927344C (de) * | 1939-07-12 | 1955-05-05 | Siemens Ag | Hochbelastbare elektrische Regelvorrichtung |
-
1956
- 1956-02-08 DE DES47411A patent/DE1116787B/de active Pending
-
1957
- 1957-01-23 CH CH349670D patent/CH349670A/de unknown
- 1957-01-24 FR FR1171545D patent/FR1171545A/fr not_active Expired
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB281415A (en) * | 1926-09-15 | 1927-12-08 | Arthur William Stapleton | Variable electrical resistances |
DE513535C (de) * | 1929-02-14 | 1930-11-28 | Jeumont Forges Const Elec | Ausloesevorrichtung fuer Gleichstromrapidausschalter |
DE532672C (de) * | 1929-07-30 | 1931-09-02 | Dominitwerke Akt Ges Grubenlam | Widerstand mit Regulierschelle |
FR721451A (fr) * | 1930-06-27 | 1932-03-03 | Merlin Gerin | Perfectionnements aux disjoncteurs et particulièrement aux disjoncteurs à action rapide pour courant continu |
DE608855C (de) * | 1932-10-18 | 1935-02-05 | Robert Abrahamsohn G M B H | Gleitwiderstand mit Drehantrieb |
DE719537C (de) * | 1939-01-03 | 1942-04-10 | Preh Elektro Feinmechanik | Fassung fuer Fluessigkeitskontakte von drahtlosen Regelwiderstaenden |
DE927344C (de) * | 1939-07-12 | 1955-05-05 | Siemens Ag | Hochbelastbare elektrische Regelvorrichtung |
FR896599A (fr) * | 1943-02-25 | 1945-02-26 | Disjoncteur à résistances et limiteur de courant de court-circuit | |
DE862470C (de) * | 1945-08-07 | 1953-01-12 | Fkg Ag | Strombegrenzer fuer Gleich- und Wechselstromnetze |
GB637393A (en) * | 1947-07-18 | 1950-05-17 | Jan Forman | Improvements in or relating to electrical circuit breakers and electrical circuit protection systems |
US2687463A (en) * | 1953-09-10 | 1954-08-24 | Chance Vought Aircraft Inc | Subminiature potentiometer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2581790A1 (fr) * | 1985-05-13 | 1986-11-14 | Stopcircuit Sa | Interrupteur disjoncteur a coupure propre |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH349670A (de) | 1960-10-31 |
FR1171545A (fr) | 1959-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69110499T2 (de) | Lastschalter unterstützt durch Varistor. | |
DE3131271A1 (de) | Schaltanlage | |
DE3141324C2 (de) | Leistungsschalter | |
DE3143430C2 (de) | Drehstromschaltgerät für einen an drei Phasen anzuschließenden Verbraucher | |
DE3119435C2 (de) | Schaltgerät zur Änderung von Betrag und Richtung der permanenten Magnetisierung von ferromagnetischen Körpern, z.B. von Permanentmagneten, und Verwendung des Schaltgeräts | |
EP0793318A1 (de) | Überspannungs-Ableiteinrichtung | |
DE591600C (de) | Elektrischer Fluessigkeitsschalter | |
EP0350825A2 (de) | Elektrisches Schaltgerät | |
DE1665988B1 (de) | Synchronschalter mit elektrodynamischem Antrieb | |
DE1928585U (de) | Schalter fuer hochgespannten gleichstrom. | |
DE1116787B (de) | Strombegrenzer in Form eines Gleitwiderstandes | |
AT204645B (de) | ||
DE914145C (de) | Schalteinrichtung fuer schnelles Schalten | |
DE1150443B (de) | Elektrodynamischer Antrieb | |
DE1190079B (de) | Elektrischer Schalter | |
DE1189614B (de) | Druckgasschalter | |
DE1017248B (de) | Wechselstromschalteinrichtung | |
DE3147260A1 (de) | Elektrischer schalter | |
DE3810977C2 (de) | Strombegrenzende Schalteinrichtung mit elektrodynamisch öffnenden Schaltstücken | |
AT160908B (de) | ||
DE2161507C3 (de) | Leistungsschalter | |
DE1800205C3 (de) | Stromunterbrecher für hohe Gleichspannungen | |
DE2627948A1 (de) | Autopneumatischer druckgasschalter | |
DE2145071C3 (de) | Synchronschalter | |
DE3224778A1 (de) | Hochspannungsschaltkammer mit hilfslichtbogen |