DE1904244C3

DE1904244C3 - Im Zuge eines Hochspannungsleiters angeordnete Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE1904244C3
Application number: DE1904244A
Authority: DE
Inventors: Noriomi Dipl.-Ing. Kawasaki Kanagawa Miyoshi (Japan)
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1968-01-20
Filing date: 1969-01-29
Publication date: 1980-01-10
Also published as: US3700970A; DE1904244A1; DE1904244B2; GB1240035A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Haupti'nspruchs.

Eine solche Schalleinrichtung ist durch die »Calor-Emag-Druckschrift« Nr. 1090/6 vom Februar 1958 sowie die DE-PS 11 40 268 bekannt. Bei dieser bekannten Schalteinrichtung sind außer dem Stromwandler und dem Sprengleitcr samt Schmelzsicherung alle übrigen Ti <Ic auf Frdpolcntial angeordnet, was einen hohen Isnlationsaufwand bedeutet. Außerdem ist bei der bekannten Schalteinrichtung eine ebenfalls auf F.rdpotcntial liegende gesonderte Spannungsversorgung für die .Steuereinrichtung und einen Zündkondensalor notwendig.

Aus der DF-AS Il 18 870 sind Sprengleitcr bekannt, die in Längsrichtung cingcfrästc Schlit/e aufweisen, wobei die einzelnen Stege Sollbruchstelle!! enthalten, wie auch aus der KTZ, Ausgabe A, Heft 20 21 vom 26. 9. I960 hervorgeht.

Diese Sprengleiter müssen mit großer (ilc-ichmaßigkcit gefertigt und geschlitzt sowie mit Sollbruchstelle^ in den einzelnen Stegen verschen werden, damit beim F.xplodiercn der Sprengkapsel auch alle Stege an den Sollbruchstelle^ getrennt und gleichmäßig aufgebogen werden.

Durch die US-PS 31 18 986 ist ein Schalter bekannt, der ein gleitbar angeordnetes Kontaktstück aufweist, welches durch Explosionsdruck betätigt wird. Bei diesem bekannten Schalter muß das Kontaktstück bei jedem Öffnen und Schließen des Schalters betätigt werden, wobei jeweils nur ein entsprechender Betriebsstrom geschaltet werden muß. Der Explosionsdruck dient bei einem solchen Schalter

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if an Stelle irgendwelcher nnderer Antriebsmittel nur Stromwandler 21 abgenommen, der auf den Hnchf; zum Antrieb des Kontaktstückes. Im Gegensatz hierzu Spannungsleiter 3 b aufgesetzt ist, so daß dieser Hochdient eine im Zuge eines Hochspannungsleiters an- spannungsleiter 3 b als Primärwicklung des Strom- % geordnete Schalteinrichtung der eingangs beschriebe- wandlers dient. Zwischen diesem Stromwandler 21 t nen Art im wesentlichen zum Überstromschutz. Eine 5 und der Sprengkapsel 13 ist eine Zündeinrichtung 22 & solche Schalteinrichtung muß daher vor allem Über- eingeschaltet. Die Zündeinrichtung enthält ein span-I, ströme schalten. Für das sichere Arbeiten einer sol- nungs- oder stromabhängiges, vorzugsweise kontakt-.j chen Schalteinrichtung ist es daher notwendig, daß loses Schaltglied, das bei einem bestimmten Wert der Explosionsdruck für das Löschen des beim Auf- des in der Sekundärwicklung des Stromwandlers 21 trennen der Kontaktverbindung entstehenden Licht- io fließenden Stromes elektrische Energie an die Sprengte bogens genutzt wird. Damit ergeben sich für der- kapsel 13 weitergibt. Einzelheiten und mögliche Aus- * artige Schalteinrichtungen jedoch ganz andere Kon- führungsformen der Zündeinrichtung werden später f. struktionsprobleme als bei dem bekannten Schalter. erwähnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine In Fig.4 ist die Anordnung nach Fig. 1 noch

Schalteinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu 15 einmal symbolisch dargestellt. Gleiche Teile sind mit

;, schaffen, bei der unter Verminderung des Aufwandes gleichen Bezugszeichen versehen. Wie hieraus hervor-

gegenüber den bekannten Schalteinrichtungen eine geht, fließt bei normalem Betrieb fast der ganze Strom

höhere Sicherheit erzielt wird. Die Lösung dieser über den Explosionsschalter 4, so daß die Siche-

Aufgabc wird durch die im Kennzeichen des Patent- rung 6 fast nicht belastet wird uv' so eine lange Le-

ansprüchs 1 angegebenen Merkmale erreicht. 20 bensdauer besitzt.

Durch eine offenkundige Vorbenutzunj, im Inland Ein Beispiel für die Ausbildung des Stromkreises ist eine Schalteinrichtung bekanntgeworden, bei der innerhalb der Zündeinrichtung 22 ist in Fig. 5 dardie Zündeinrichtung auf dem Potential des Hoch- gestellt. Weitere Ausführungsbeispiele zur Anpassung Spannungsleiters angeordnet ist. Im Gegensatz zu der an die verschiedensten Aufgaben sind in den F i g. 8 anmeldungsgemäßen Schalteinrichtung ist der Zünder 25 bis 20 enthalten. In Fig. 5 ist an die Sekundärwicküber ein strom- und spannungsabhängiges Schaltglied lung des Stromwandlers 21 mit dem Primärstrom / direkt an den Stromwandler schaltbar. Die Vervven- und dem Sekundärstrom / ein Widerstand R mit bedung eines Impulstransformators bringt eine größere stimmtem Wert angeschlossen. An ihm ist eine Span-Unabhängigkeit bei den Anforderungen, die an die nuns F. abzugreifen. Parallel zum Widerstand R liegt die Zündeinrichtung speisenden Stromwandler ge- 30 die Reihenschaltung eines als Schaltglied vorgesehestellt werden müssen. Hierdurch wird letztlich die nen Thyristors 23 und die Primärwicklung eines Impraktische Ausführung einer Anlage, in welche die pulstransformators 24. Dieser Thyristor 23 ist so beschriebene Schalteinrichtung eingebaut weiden aufgebaut, daß er bei bestimmter an ihm vorhandesoll, erleichtert. ncr Spannung V_nn selbsttätig durchzündet. Die Se-Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in 35 kundärwicklung des Impulstransformators 24 ist an den Unteransprüchen beschrieben. die Sprengkapsel 13 mit der explosiven Masse ange-

Ausführungsbcispiele der crfindungsgeniaßcn schlossen.

Schalteinrichtung sind in den F i g. 1 bis 4 dargestellt. Der Aufbau dieser Sprengkapsel 13 ist in einem Die Fig. j und 8 bis 22 zeigen Schalllingsbeispiele Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dargestellt Die Sprengfür die Zündeinrichtung und die F i ji. 6, 7 und 23 40 k psel 13 besitzt einen Metallzylinder 13« nut einem Diagramme zur F.rläutcrunp der Wirkungsweise. offenen und einem geschlossenen Fnde Sie enthält Hin Ausführungsbeispiel des F\plosionsschallcrs eine bestimmte Menge einer explosiven Masse 13 b. ist in F i g. I teilweise im Schnitt dargestellt. Der einen inneren Zylinder 13c. der gegen niese explo-Schalter ist auf zuei Isolatoren Zn und Zb montiert, sive Masse drückt und sie am geschlossenen Fnde die auf einen Fiscntriigcr 1 aufgesetzt sind. An den 45 der Sprengkapsel 13 hält, einen Zündsatz 13 c besteobcrcn linien dieser Isolation befinden sich Hoch- bend aus einer Platinbrücke 13/. die von einer be spannuntisleiler 3« und 3 />. die mit nicht gezeigten sonderen Kapsel umueben ist, Anschlußdnihie 13 c. Schrauben befestigt sind. Diese Hochspannung- die an die Platinbrücke 13/ angeschlossen sind und leiter sind L-furmii· abgehoben und besitzen wange- aus dem Zvlinder 13 ti hcrausragen. sowie einen Verrechte Feile 3 η 1 und 3 Λ 1 mit Anschlüssen für 5° schlußstöpsel 13 <f. der das offene IrJc des Metallweitere »licht dargestellte I eiler und veitikalc Teile Zylinders 13« verschließt und die AnschhilUlrantc 3 </2 und 3/> 2. die an ihren oberen Fndeu halbkrcis- 13'' fixiert.

fürniijie Ausnehmungen besii/cn zur Aufnahme der Wenn hei dieser Anordnung elektrische I nereie

äußeren Aiwhliisse 4« und 4 /> an ilen beulen I nden von der Zündeinrichtung 22 über die A.iM-hluKur.ihte

des r-<plosionsscliallcrs4. 55 13c fließt, wird die Platinbrücke 13,' aufgehei/l. upil

Weitere halbkreisförmige Ausnehmungen 5« und der Zündsatz 13 i> zündet und bringt die explosive

5 b in den senkrechten I eileitcilcn 3 ti 2 und 3/> 2 Masse zur I xplosion. Die Sprengkapsel 13 isl in

sind zur Aufnahme der I nden 6<; und 6/> einer Si- einem Hohlrau.·ι 11 </ innerhalb der I eiter.iinml

cherungfi vorgesehen Die Sicherung 6 und der Fx- innig 9 des Ixplosionsschalters 4 angeordnet, wie in

plosionsschaltcr4 sind damit einander parallel ge- 60 den F i g. 1 und 2 dargestellt ist.

p schaltet. Sie werden durch Haltcgliedcr 7« und 7/> Die Leiteranordnung 9 ist in einem Zylinder 4 c*

gehallen, die sich ihrerseits nil IJolzcn Ha und 8fr ab- aus isolierendem Ma.erial angeordnet und besteht im

stützen, die in Bohrungen 20« und 20 b cingcschta- wesentlichen aus zv/ci Leiterenden 10 und 12, die

gen sind. durch ein Verbindungsstück 11 miteinander vcrbun-

Der Explosionsschalter 4 besitzt eine Sprengkap^ 65 den sind. Das Verbindungsstück 11 bildet den Spreng-

sei 13, die eiiic explosive Masse enthält, wie später letter Und Ist an der inneren Oberfläche des einen

noch beschrieben wird. Die elekirische Energie zum Leiterendes 10 befestigt, das seinerseits mit einem

Zünden dieser explosiven Masse wird Von einem Ende am Gehäuse des Explosionsschalters befestigt

ist. Das andere Leiterende 12 ist so geformt, daß es einen Gleitkontakt führen kann, der einen Teil des Verbindungsstückes 11 darstellt. Es ist mit dem anderen Ende des Explosionsschalters 4 verbunden.

Das Verbindungsstück 11 ist im wesentlichen zy^ Iindrisch geformt und besitzt etwa in der Mitte einen Vorsprung Hn, der zwei Teile 11 ύ und Hr mit verschiedenem Durchmesser begrenzt. Beide Teile sind mit Hohlräumen versehen, Und die Wandstärke an dem Vorsprung He ist dünner gewählt als die übrige Wandstärke, so daß sich hier eine Sollbruchstelle ergibt.

In den Teilen 11/) und Hr befinden sich Hohlräume Hi/ und We. Die vorher erwähnte Sprengkapsel 13 ist in dem Hohlraum 11 d angeordnet, und der Rest dieses Hohlraums ist mit elektrisch isolierendem Material 14 gefüllt, das z. B. Öl, Fett oder Silikonmasse sein kann. Es kann auch ein puderförmiges Mittel hier enthalten sein, das in dem Hohlraum eingeschlossen ist. Ein Stöpsel 15 am Ende 11/ des Verbindungsstückes 11 verschließt die Sprengkapsel 13 und die isolierende Masse 14 in dem Hohlraum 11 rf.

Die innere Oberfläche des Teiles Hr mit kleinerem Durchmesser ist am freien Ende Wg aufgeweitet. Wenn nach der Explosion der explosiven Masse der Teil Hr des Verbindungsstückes in F i g. 2 nach links verschoben wird, trifft das Ende Wg mit seinem erweiterten Durchmesser auf einen konischen Vorsprung 16 innerhalb des Leiterendes 12. Am Umfang dieses konischen Vorsprunges befinden sich Sicken 18, so daß beim Aufprall des Teiles Hr de« Verbindungsstückes dieses sich an seinem Ende Hj? verformt und — wie in F i g. 2 b gezeigt — in diese Sicken eindringt. Damit hakt das abgesprengte Teil hinter eine Schulter 19, die die Sicken 18 begrenzt, so daß, bedingt durch den Aufprall, das Teilstück Hr nach dem Ausschalt Vorgang nicht mehr zurückgeschleudert werden kann.

Wenn über den Hochspannungsleiter 3 b und damit über den Explosionsschalter 4 ein normaler Last-

: -i.t ,

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Stromwandlers 21 ein Strom ι auf, der über den Widerstand R fließt und einen Spannungsabfall E erzeugt. Dieser Spannungsabfall ist kleiner als die Durchbruchsspannung V_0n des Thyristors 23, so daß der Thyristor 23 nichtleitend ist.

Ergibt sich jedoch ein Kurzschlußstrom zu einem Zeitpunkt t„ (Fig.6), so steigt der Sekundärstrom/ des Stromwandlers 21, und der Spannungsabfall am Widerstand R wächst ebenfalls. Hierdurch wird die Durchbruchsspannung des Thyristors 23 erreicht, so daß ein Teil des Stromes ι über die Primärwicklung des Impulstransformators 24 fließt. Hierdurch wird in der Sekundärwicklung des Impulstransformators 24 eine Impulsspannung erzeugt, die die Sprengkapsel 13 zur unmittelbaren Zündung bringt.

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ergibt sich ungefähr eine augenblickliche elektrische Energie von 100 Watt, die innerhalb von lOOMikrosekunden nach Beginn des Kurzschlußstromes die Explosion der Sprengkapsel 13 hervorruft. Die Sprengkapsel 13 explodiert dann nach einer Zeit t_t + 100 Mikrosekunden (F i g. 6). Zu einer Zeit r, wird dann ein Teil des Verbindungsstückes 11 beiseite geschleudert, so daß der Teil Hr, geführt durch den Zylinderteil 17 des Leiterendes 12, auf den konischen Vorsprung 16 aufprallt.

Zu dieser Zeit entsteht ein Lichtbogen zwischen den Teilen Hr und 11 b. Da jedoch die isolierende Masse 14 zusammen mit der Sprengkapsel 13 aus dem Hohlraum Wd herausgeschleudert wird, wird die Lichtbogenspannung plötzlich vergrößert, so daß der Lichtbogen sich innerhalb kürzester Zeit längt.

Das Ende 11g des Teiles Hr des Verbindungsstückes 11 Vefformt sich beim Aufprall auf den konischen Vorsprung 16 und greift in die Sicken 18

ίο ein. Hierdurch und durch die Schultcf 19 wird es am Zurückprallen gehindert, so daß der Stromkreis durch das zurückprallende Teil Wc nicht wieder geschlossen werden kann.

Nachdem die Leiteranordnung 9 unterbrochen ist, wird der Strom auf den Grenzstrom der parallelgeschalteten Sicherung 6 begrenzt, die dann in einem Zeitpunkt I_x entsprechend ihrer Sicherungscharakteristik schmilzt und den Stromkreis zum Augenblick I, unterbricht. Vom Augenblick Z₁ an entsteht eine

wiederkehrende Spannung zwischen den Anschlüssen der Sicherung 6. Da jedoch der Explosionsschalter sehr schnell öffnet und da die Sicherung 6 einen Grenzstrom besitzt, der kleiner ist als der Spitzenwert des Kurzschlußstromes, ist es möglich, den Strom-

kreis zu öffnen, während der Kurzschlußslrom noch im Ansteigen begriffen ist. Dies gilt sogar dann, wenn pin sehr hoher Kurzschlußslrom zu erwarten ist.

F i g. 7 zeigt eine oszillographische Darstellung eines Abschaltvorganges nach der erfindungsgemäßen Einrichtung. In dieser Darstellung bezeichnen die obere und untere Skala T eine Zeitachse, während mit F 1 die Spannung der den Kurzschlußstrom treibenden Spannungsquellc und mit V 1 die wiederkchrende Spannung zwischen den Anschlüssen des Explosionsschalters bezeichnet ist. Der maximale Wert des Kurzschlußstromcs / beträgt dabei 18kA, während der effektive Wert eines sich ungehindert ausbreitenden Kurzschlußstromes 42 kA betragen hätte.

Dieses schnelle Abschalten wird vor allen Dingen dadurch erreicht, daß der Stromwandler 21 und die

^üftüCiuf iCniuiit: £.&. uiicitt uui cutciii ι cn ul^ t.titers aufgebaut sind, so daß die elektrische Energie unmittelbar zur Sprengkapsel 13 gelangen kann. Hicrdurch wird eine besondere Steuereinrichtung zur Zündung der explosiven Masse überflüssig. Das gleiche gilt für eine Speisespannung für eine derartige Kontrolleinrichtung, so daß nicht nur der Aufwand gegenüber bekannten Anordnungen entscheidend vermindert, sondern auch die FunktionssicherlHt erhöht ist. Zusätzlich ergibt diese Anordnung den Vorteil, daß keine Stromwandler oder andere elektrische Teile mit der Leitererdisolation versehen sein müssen.

Im Beispiel der F i g. 5 wird die Zündeinrichtung abhängig vom absoluten Wert des Stromes ansprechen. Ein schnelleres Ansprechen kann noch erreicht werden, wenn die Zündeinrichtung zusätzlich von der Stromänderung mit beeinflußt wird. Andererseits muß bei zusätzlicher Berücksichtigung des Stromanstiegs für die Ausschaltung des Schalters gewährleistet sein, daß beispielsweise beim Anschluß einer Maschine der hohe Einschallstrom dieser Maschine nicht zu einer Fehlauslösung führt. Beispiele für Schaltungen der Zündeinrichtung sind in den Fig.8 bis 10 beschrieben.

Die Zündeinrichtung nach Fig.8 ist sowohl abhängig von dem Absolutwert des Stromes als auch

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von der Stromänderung. Sie Unterscheidet sich von tung 25. Hierdurch sperrt der Transistor 27, Und der

Fig. 5 durch die zusätzliche Einschaltung einer In- gesamte von der Gleichrichterschaltung abgegebene

duklivilätL in Reihe zürn Widerstand R. Hierdurch Ström fließt über defi Thyristor 23 und die Primär=

ist die Spannung E sowohl abhängig vom Strom / als wicklung des Impulstfänsformators 24, so daß die

, ic.-i ι ι -r ·. d' 5 Zündung der Sprengkapsel 13 erfolgt. Dabei kann

aurb TOn der Stromanderung nach der Ze.t ^-. _der _sJ_m ^J ^_derstand _R ₃ ⁸ vernachlässigt

Fig. 9 zeigt eine Zündeinrichtung, bei der zu der werden, da dieser relativ hochohmig ist,
Induktivität L ein Widerstand R 2 parallel geschaltet Die Zündeinrichtung nach F i g. 12 unterscheidet ist und in Reihe zu dieser Parallelschaltung ein Wi- sich von der Zündeinrichtung flach F ig. 11 dadurch, derstand R 1 liegt. Zusätzlich ist an die Sekundär- io daß parallel zu der Diode 28 eine Zenerdiode 30 und wicklung des Stromwandler 21 ein Kondensator C eine Wicklung eines Transformators 31 geschaltet angeschlossen. Die Werte dieser Schaltungselemente ist. Die zweite Wicklung des Transformators 31 ist in sind so gewählt, daß die Gesamtimpedanz auf die Reihe zu einem Thyristor 32, der ebenfalls bei ErFrequenz des Leiterstromes abgestimmt ist. reichen einer bestimmten Spannung durchsteuert, an

Wenn dann ein Überstrom über den Explosions- 15 die Gleichspannungsanschlüsse der Gleichrichterschalter fließt, kann die Zündeinrichtung schneller schallung 25 angeschlossen. Auch bei dieser Zünd-

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Spannung am Kondensator Γ die Durchbruchsspan- tend. Bei Auftreten eines Überstromes wird der

nung V_no des Thyristors 23 überschreitet und die im Thyristor 32 durchgesteuert, und ein Strom fließt

kondensator gespeicherte Energie unmittelbar über 20 durch die Primärwicklung des Transformators 31.

den Thyristor 23 fließt und so eine schnellere Zün- Hierdurch entsteht ein Spannungssprung in der zwei-

dung der Sprengkapsel 13 verursacht. ten Wicklung des Transformators 31, der, wenn er

Zum Einbau in Speiseleitungen für Maschinen die Sperrspannung der Zenerdiode 30 übersteigt, zur

dient die Zündeinrichtung nach Fig. 10. Hier ist der Sperrung des Transistors 27 führt, so daß über den

Sekundärwicklung des Stromwandlers 21 eine Gleich- 25 impulstransformator 24 die Sprengkapsel 13 zur Zün-

richterschaltung 25 nachgeschaltet, an deren Gleich- dung gebracht wird.

Stromquellen Widerstände R 2 und R 1 in Reihe und Zündeinrichtungen, die mit einer bestimmten Zeitparallel dazu eine Diode 26 und ein Kondensator C verzögerung arbeiten, sind in den Fig. 13 bis 18 g..schaltet sind. Die mittleren Anschlüsse dieser bei- dargestellt. In Fig. 13 ist an die Sekundärwicklung den Reihenschaltungen sind miteinander verbunden. 30 des Stromwandlers 21 eine Glühlampe 33 angeschlos-Im übrigen entspricht der Aufbau der Schaltung der sen. Im übrigen entspricht die Schaltung der Schal-Fig.5. tung nach Fig.5. Da der Widerstand der Lampe

Wenn dann ein Motor eingeschaltet wird, so be- mit der zunehmenden Erhitzung ansteigt, ergibt sich wirkt der hohe Einschaltstrom zunächst das Aufladen eine Zeitverzögerung, insbesondere dann, wenn vordes Kondensators C. Hierdurch wird die Spannung 35 her ein geringer Strom / geflossen ist. An Stelle der am Thyristor 23 im Einschaltaugenblick klein gehal- Lampe kann auch ein temperaturabhängiger Widerten, so daß keine Abschaltung des Stromkreises ein- stand mit positivem Temperaturkoeffizienten verwengeleitet wird. Wenn jedoch beim normalen Betrieb det werden. In dem Stromkreis nach F i g. 14 fehlt der der Spannungsabfall an den Widerständen R 1 und Thyristor 23. Statt dessen sind an die Sekundärwick- R 2 nlötzlich ansteigt, so wird die Durchbruchsspan- 40 lung nur die Primärwicklung des Impulstransformanung des Thyristors 23 erreicht, und der Entlade- tors 24 und eine Sicherung 34 angeschlossen. Hier strom i, fließt über die Diode 26 und verursacht die fließt der Strom bis zum Schmelzen der Sicherung 34 augenblickliche Zündung der Sprengkapsel 13. über diese und leitet anschließend die Zündung der

In F i g. 11 ist ein Widerstund R 5 in Reihe zur Kapsel 13 ein. Die Zeilverzögerung entspricht damit Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 27 ge- 45 der Sichcrungscharakteristik der Sicherung 34. Die schaltet und über einen Widerstand 7? 4 mit dem zeitverzögert schaltenden Einrichtungen nach den negativen Pol der Gleichrichterschaltung 25 verbun- Fig. 13 und 14 lassen sich auch mit einer Zündeinden. Zwischen der Basis b und dem Kollektor c des richtung kombinieren, die, wie in F i g. 5 dargestellt, Transistors 27 liegt eine Diode 28, während ein Wi- auf den absoluten Stromwert reagiert. Derartige derstand R 3 zwischen der Basis b und dem positiven 50 Zündeinrichtungen sind in den F i g. 15 und 16 dar-PoI der Gleichrichterschaltung 25 eingeschaltet ist. gestellt. Die Fig. 15 entspricht der Fig.5, nur daß Der negative Pol der Gleichrichterschaltung 25 ist in Reihe zum Widerstand R eine Sicherung 34 geüber einen weiteren Thyristor 29 mit zwei Elektro- schaltet ist. Die Fig. 16 unterscheidet sich von Fig. 5 den mit der Basis b des Transistors 27 verbunden. darin, daß in Reihe zum Widerstand R eine Glüh-Auch dieser Thyristor 29 zündet, wenn eine be- 55 lampe 33 liegt. Auch Fig. 17 zeigt eine Zündeinrichstimmte Sollspannung an ihm ansteht. Im übrigen tung, die sowohl auf den Absolutwert unmittelbar als entspricht der Aufbau der Schaltung nach F i g. 11 auch mit einer Zeitverzögerung bei geringerem Abden vorher beschriebenen Schaltungen. solutwert des Stromes reagiert. Hier ist in Reihe zum

Wenn bei Anwendung der Schaltung nach F i g. 11 Widerstand R ein Relais 35 geschaltet, das — beiein normaler Laststrom fließt, ist der Transistor 27 60 spielsweise als Bimetallrelais — eine vom Strom ableitend, da die Basis b des Transistors 27 durch den hängige Zeitverzögerung besitzt. An Stelle eines ther-Widerstand R 3 positiv ist. Der Wert des Wider- mischen Relais wie in Fig. 17 läßt sich auch ein Standes R 4 ist so gewählt, daß der Spannungsabfall Überstromschalter einsetzen. Diese Schaltung ist in an ihm nicht ausreicht, um den Thyristor 29 durch- ±*ig. 18 dargestellt. In Reihe zum Widerstand/? ist zusteuern. Wenn jedoch ein bestimmter Stromwert 65 hier ein Überstromschalter 36 geschaltet,
überschritten wird, so wird der Thyristor 29 leitend, Die Zündeinrichtungen nach den Fig. 19 und 20 und das Potential der Basis b entspricht dem Poten- dienen zur Feststellung eines Rückstromes in Gleichtial des negativen Anschlusses der Gleichrichterschal- stromanlagen. Diese Schaltungen sind insbesondere

geeignet für Gleichstromleitungen, die zum Aufladen kreis erzeugte Fluß ist so gerichtet, daß in dem die

von Batterien dienen. Sekundärwicklung S3 tragenden Mittelschenkel 52

Wenn bei einer derartigen Last die Speisespannung die Differenz der durch den Strom und den Perma-

aus irgendeinem Gruiide ausfällt, so bewirkt die nentrriagricten Sl hervorgerufenen Flüsse auftritt.

Batterie, daß ein Strom in umgekehrter Richtung 5 Wenn in diesem Fall, wie in Fig. 23 dargestellt, der

fließt. Da ein derartiger Strom bei Ladeeinrichtungen Strom / ansteigt, so geht bei einem bestimmten Wert

nicht gewünscht wird, soll in einem solchen Fall der der Fluß im Mittelschenkel 52 durch Null, so daß

Stromkreis Vom Schalter geöffnet werden. der Mittelschenkel seinen normalerweise gesättigten

In der Schaltung nach Fig. 19 ist an die Sekun- Zustand verläßt und die Flußänderung einen Stromdärwicklung des Stromwandlers 21 eine Diode 37 io impuls in der Sekundärwicklung 53 erzeugt. Hierangeschlossen. Ein Thyristor ist hier nicht vorgese- durch wird wiederum die Sprengkapsel 13 gezünhen. Bei fließendem Gleichstrom auf der Leitung ist dct. Für den Spezialstromwandler 50 ist es dazu der Stromwandler 21 gesättigt, so daß kein Sekun- vorteilhaft, wenn man ein Material verwendet, das därstrom i auftritt. Die Diode 37 ist nun so gepolt, eine sogenannte Rechteckmagnetisierungskennlinic daß nur ein Stromstoß in dem Sekundärkreis des 15 besitzt. Mit Hilfe des Luftspaltes 55 läßt sich der Stromwandlers 21 an ihr eine Spannung abfallen läßt Einfluß des Stromes im Verhältnis zum Einfluß des (also in Sperrichtung wirkt), der bei einer Umkeh- Permanentmagneten Sl einstellen,
rung des Frimärstromes im Sekundärkreis aufiritt, Es ist außerdem möglich, zwei dieser in Fig. 21 während beispielsweise eine abrupte Stromerhöhung und 22 dargestellten Spezialstromwandler mit Vorim Primärkreis, z. B. bei Einschaltung des Verbrau- 20 magnetisierung durch einen Permanentmagneten zu chers, die Diode 37 in Durchlaßrichtung beansprucht, verwenden und diese so einzusetzen, daß ein flieso daß kein für die Zündung der Sprengkapsel 13 Bender Strom den Fluß in einem der beiden Spezialausreichender Spannungsabfall vorhanden ist. stromwandler verstärkt und in dem anderen schwächt.

Bei der Schaltung nach Fig. 20 ist wieder ein Eine derartige Anordnung ist dann auch für Wech-

Thyristor 23 vorgesehen. Parallel zur Diode 37 liegt 25 selstrom geeignet, da bei Überschreitung bestimmter

wiederum ein Widerstand/?, wie in Fig. 5. Die Spitzenwerte in der einen oder anderen Richtung

Wirkungsweise ist bei Stromerhöhung die gleiche wie einer der beiden Mittelschenkel ungesättigt wird und

bei der Schaltung nach Fig. 19, während bei Strom- ein Stromimpuls die Zündung der Sprengkapsel 13

verminderung bzw. Stromumkehrung ein bestimmter einleitet.

Wert der Stromänderung überschritten werden muß, 30 In Fig. 23 ist die Wirkungsweise einer Anordnung

um den Thyristor 23 durch den Spannungsabfall am nach Fig. 21 dargestellt. Mit AT ist die Ansprech-

Widerstand R durchzusteuern, um so eine Zündung gerade bezeichnet, die um den Wert AT_{Mt oberhalb

der Sprengkapsel 13 zu verursachen. In den Fi g. 21 des normalerweise fließenden Stromes AT_lh liegt,

bis 23 ist eine Zündeinrichtung mit einem Spezial- Der Pfeil F kennzeichnet den Kurvenverlauf bei

stromwandler 50 dargestellt. Dieser SpezialStrom- 35 plötzlichem Stromanstieg; der Schnittpunkt dieser

wandler besitzt neben der Sekundärwicklung 53 Kurve mit der Geraden A T erfolgt zum Zeitpunkt /,.

einen Eisenkern mit einem Mittelschenkel 52 und Zu diesem Zeitpunkt wird die Zündung der Spreng-

einem Außenschenkel 54 mit einem Luftspalt 55. kapsel 13 dann eingeleitet.

Die beiden Schenkel umschließen den stromführenden In den Ausführungsbeispielen ist jedem Explo-

Hochspannungsleiter 3 b. Ein Permanentmagnet 51 40 sionsschalter eine Sicherung 6 parallel geijhaltet.

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schaltet, der die Sekundärwicklung 53 trägt. Die Se- hoher Kurzschlußstrom erwartet wird. Insbesondere

kundärwicklung 53 ist unmittelbar mit der Spreng- durch das die Sprengkapsel 13 umgebende isolierende

kapsel 13 zur Zündung der explosiven Masse im Material wird eine starke Blaswirkung des Explo-

Explosionsschalter 4 verbunden. 45 sionsschalters erzielt, so daß die Lichtbogenlösch-

Wenn ein Gleichstiom / über die Hochspannungs- eigenschaften für viele Kurzschlußströme ausreichen,

leiter 3 α und 3 b fließt, entsteht ein magnetischer bei denen andere bekannte Explosionsschalter zwar

Fluß in dem Außenschenkel 54 des Spezialstrom- öffnen, den Strom aber nicht vollständig unterbre-

wandlers 50. Der durch den Strom in diesem Eisen- chen können.

k Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Im Zuge eines Hochspannungsleiters angeordnete Schalteinrichtung, die einen mit einer Schmelzsicherung parallelgeschalteten Sprengleiter aufweist, der in einem Hohlraum eine mit explosiver Masse gefüllte Sprengkapsel enthält, die durch einen Zündimpuls eines von einer Überwachungseinrichtung betätigbaren Iinpulstransformators einer Zündeinrichtung zündbar ist, wozu das Schaltglied in Einschaltabhängigkeit von einer an einen im Zuge des Hochspannungsleiters angeordneten Stromwandler angeschlossenen Steuereinrichtung der Zündeinrichtung gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Zündeinrichtung (22) auf dem Poi^itial des Hochspannungsleiters (3 α, 3 b) liegt und der Impulstransformator (24) über die Überwachungseinrichtung (strom- oder spannungsabhängiges Schaltglied 23) an den die Zündenergie für die Sprengkapsel liefernden Stromwandler (21) schaltbar ist, welche Sprengkapsel (13) in dem fest mit dem einen Leiterende (10) verbundenen einen Teil (lift) eines den Sprengleiter bildenden zweiteiligen Verbindungsstückes (11) angeordnet ist, dessen mit dem einen Teil (116) über eine Sollbruchstelle verbundener anderer Teil in dem entsprechend ausgebildeten anderen Leiterende verschiebbar gelagert ist, wozu das andere Leiterende (12) einen den anderen Teil {\\r\ des Verbindungsstückes (11) umschließenden Zylind.rteil (17) besitzt, der im Inneren an der Aufprallstelle dieses Teiles (lic) einen konisch ausgebildeten Vorsprung (16) aufweist und am Umfang des konisch ausgebildeten Vorsprunges (16) Sicken (18) ausgebildet sind, daß der andere Teil (lic) des Verbindungsstückes (11) an der dem konisch ausgebildeten Vorsprung (16) zugewandten Seite (Hg) einen Hohlraum (lie) besitzt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulstransformator (24) über einen bei einer bestimmten Spannung selbst durchsteuernden T hyristor (23) mit dem Stromwandler (21) verbunden und außerdem ein ohmscher (R), ein komplexer (F^;ig. 8,')), ein temperaturabhiingiger (F- ig. 13, 33; Fig. 15, 34; Fig. 16, 33; Fig. 17, VS; Fig. IH, 3fi) oder ein richtungsabhängiger (Fig. 20. 37) Widerstand an die Sekundärwicklung des Stromwandlcrs (21) angeschlossen ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sekundärwicklung des Stromwandlers (21) eine Olcichrichterschaltung (25) verbunden ist, an deren (ileichstromanschlüsse der Impulstransformator (24) über einen bei einer bestimmten Spannung selbst durchsteuernden Thyristor (23) und eine Widerstands-Kondensatoranordnung (R 1, R 2, C) mit in Reihe zum Kondensator (C) geschalteter Diode (26) angeschlossen sind.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sekundärwicklung des Stromwandlers (21) eine Gleichrichterschaltung (25) verbunden ist, an deren Gleichstromanschlüsse der Impulstransformator (24) und ein

bei einer bestimmten Spannung selbst durchsteuernder Thyristor (23) in Reihenschaltung angeschlossen sind und daß parallel zu dieser Reihenschaltung der Laststrompfad eines Transistors (27) liegt, der eine Steuereinrichtung besitzt, die den Transistor (27) bei einem bestimmten Wert des über diesen fließenden Stromes sperrt.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Impulstransformator (24) eine Sicherung (34) parallel geschaltet ist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Impulstransformators (24) mit einem bei einer bestimmten Spannung selbst durchsteuernden Thyristor (23) und ein mit thermischer Zeitverzögerung arbeitendes Relais (35) parallel an die Sekundärwicklung des Stromwandlers (21) angeschlossen sind.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zu dem die Sekundärwicklung (53) tragenden Schenkel des Stromwandlers (50) ein Permanentmagnet (51) magnetisch parallel geschaltet ist.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne', daß ein weiterer Stromwandler vorgesehen ist und die Permanentmagnete (51) an den Stromwandlern mit entgegengesetzter Polarität angeordnet sind.