Glasmodell einer HH-Sicherung für 10 kV

Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen (HH-Sicherung), zugegebenermaßen ein etwas sperriger Begriff, gehören auch zu den Hochspannungs-Schaltgeräten. Es zeichnet sie besonders ihre Schnelligkeit und dadurch ihre strombegrenzende Wirkung aus. Sie schaffen es nämlich, einen Kurzschlussstrom innerhalb von fünf Millisekunden noch während des Stromanstiegs in der ersten Halbwelle des Wechselstroms abzuschalten. Wegen dieser Eigenschaft haben wir sie aber nicht der Hoch-, Mittel- oder Niederspannungstechnik zugeordnet, sondern der Schutztechnik. Denn das ist ihre wichtigste Aufgabe.

Wie Sicherungen aus dem Alltagsgebrauch, z. B. die kleinen, nur 5 x 20 mm messenden Sicherungen (Bild links) aus Geräten, die entweder in einen Halter aus federnden Klammern auf Elektronikplatinen eingesteckt oder in spezielle Sicherungshalter mit Schraubkappe eingesetzt werden, oder die in Haus- und Wohnungsverteilungen meist in Kombination mit Lasttrennschaltern verwendeten Neozed-Sicherungen (Bild rechts), beruht auch die Schutzwirkung einer HH-Sicherung bei zu hohen Strömen auf dem Durchschmelzen eines Drahtes oder Bandes.

Bei HH-Sicherungen geht es aber primär um die Abschaltung von Kurzschlüssen mit deren sehr hohen Überströmen bis weit in den Kiloampere-Bereich (kA). Und daher hat sie eine besonders auf diese Schutzwirkung ausgelegte und vom Hersteller abhängige, häufig patentierte Technologie.

Vorrangig werden Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen im Verteilnetzbereich 6 – 30 kV zum Schutz von Transformatoren für Niederspannungsnetze eingesetzt und begrenzen dort den im Schadenfall auftretenden Kurzschlussstrom. Den theoretisch möglichen Kurzschlussstrom (z. B. durch eine metallische Verbindung), begrenzen sie aufgrund ihres inneren Aufbaus durch ihre schnelle Auslösung, denn wie alle Vorgänge in der Natur steigt auch ein Kurzschlussstrom nicht mit unendlicher Steilheit auf seinen durch Impedanzen im Gesamtsystem des Netzes (rein ohmsche wie auch induktive und kapazitive Widerstände) möglichen Wert. Sondern er benötigt hierfür etliche Millisekunden mehr als die korrekt ausgewählte Sicherung zulässt, diese damit eine kurzschlussstrombegrenzende, jedoch keine überlastbegrenzende Wirkung hat.

Die Firma DRIESCHER in Wegberg, von denen drei der hier ausgestellten Sicherungen stammen (u. a. in der auf unseren Internetseiten auch beschriebenen Sicherungszange), verwendet – dargelegt in ihrer Druckschrift aus 1995 – einen sternförmigen Schmelzleiterträger, in den die parallel geschalteten Schmelzleiter eingelegt werden. Die fünf ausgeprägten, genuteten Stege des Schmelzleiterträgers bildeten im Inneren der HH-Sicherungseinsätze ein System von hintereinander geschalteten Kammern. In jeder dieser Kammern entsteht beim Kurzschluss ein Teillichtbogen, so dass beim Verdampfen der Schmelzleiter eine Vielfachunterbrechung stattfindet. Die hohen Schaltleistungen der DRIESCHER-Sicherungseinsätze leiten sich nach Angaben des Unternehmens auch aus diesem Konstruktionsdetail ab.

An den ausgestanzten Querschnitts-Einengungen (Engstellen) der Schmelzleiter, welche jeweils zwischen zwei Stegen lagen, beginnen die Teillichtbögen und führen zu etwas dickeren Schmelzraupen. Nach den Stegen hin nimmt diese Dicke ab und unmittelbar neben den Stegen ist im Allgemeinen noch unversehrtes Silber vorhanden.

Wie das neben-(oben-)stehende Foto des Glasmodells der Fa. Driescher Wegberg zeigt ist parallel zu den drei mit Ausstanzungen versehenen Schmelzleitern aus Silberband ein Hilfsschmelzleiter gewickelt. Dieser Hilfsschmelzleiter aus Silberdraht ist dann an zwei Stege verbindender Stelle mit einem Haltedraht aus Widerstandsmaterial verbunden, welcher beim Ansprechen der Sicherung indirekt eine Feder freigibt, die den Schlagstift aus der Sicherung austreten lässt und damit über die Freiauslösung des Lasttrennschalters dessen allpolige Ausschaltung bewirkt, unabhängig von der Anzahl der ansprechenden oder auslösenden Sicherungen.

Mit diesen Aussagen haben wir Ihnen eine Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung (immer noch für Sie als Leser dieser Seite ein sperriger Begriff?) und deren Aufgabe in unserer Energieversorgung vorgestellt. Am Besten wäre es aber, Sie kommen zu uns ins Museum und lassen sich unsere Exponate persönlich erklären.

Text und Bilder: Wolfgang Dünkel

(last update 14.08.2023)

Hier finden Sie eine verlinkte Auflistung unserer seit Oktober 2020 vorgestellten Objekte des Monats.

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Quellen:

• AEG Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen, Preisliste, Z22/FK 55109 a, September 1958 / N1
• AEG Mitteilungen 7/8 Juli – August, Berlin 1957
• Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungseinsätze für Innenraum- und Freiluft-Schaltanlagen, Driescher Wegberg, E 95 4 S