Eine solche Strombegrenzereinrichtung ist aus der DE 197 44 011 AI bereits bekannt. Die dort offenbarte Strom- begrenzereinrichtung weist einen Halbleiterschalter auf, dem ein supraleitendes Bauelement nachgeschaltet ist. Das supra- leitende Bauelement weist einen aus einem metalloxidischen Material hergestellten Hochtemperatursupraleiter auf, der durch Kühlung mit flüssigem Stickstoff in einem supraleiten- den Zustand gehalten ist, in dem der Supraleiter einen zu be- grenzenden Strom nahezu widerstandslos leitet. Das supralei- tende Bauelement steht mit einem Quenchdetektor in Verbin- dung, der derart auf eine Steuerelektronik einwirkt, das beim Erkennen eines Spannungsabfalls am supraleitenden Bauelement der Halbleiterschalter unmittelbar in dem Sperrzustand ge- steuert ist.

Aus der DE 199 27 031 AI ist eine Strombegrenzungseinrichtung mit einem bei hohen Temperaturen supraleitenden Bauelement bekannt, wobei das supraleitende Bauelement in einen mit flüssigem Stickstoff gefüllten Kryostaten eingetaucht ist.

Dem supraleitenden Bauelement ist eine Leuchtdiode parallel geschaltet, die mit einem Vorwiderstand eine Reihenschaltung bildet, wobei das optische Signal der Leuchtdiode über einen

Lichtwellenleiter einer Photodiode zugeführt wird. Die Photo- diode erzeugt ein Auslösesignal für einen in Reihenschaltung zum supraleitenden Bauelement angeordneten Schalter, der im Falle eines Quenchens den Stromfluss durch das supraleitende Bauelement unterbricht.

Dem vorbekannten Quenchdetektor haftet der Nachteil an, dass ein aufgrund des Übergangs des supraleitenden Bauelements in dem normalleitenden Zustand erzeugte elektrische Signal in ein optisches Signal umgewandelt werden muss und anschließend über einen Lichtwellenleiter zu einer Photodiode geführt wird, um dort wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt zu werden. Eine solche elektro-opto-elektronische Signalum- wandlung ist jedoch mit hohen Verlusten behaftet und darüber hinaus fehleranfällig und kostenträchtig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Strombegrenzerein- richtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die ei- nen konzeptionell einfachen und zuverlässig arbeitenden Auf- bau aufweist und kostengünstig ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Quenchde- tektor an wenigstens zwei Anschlüssen des supraleitenden Bau- elements jeweils einen Spannungswandler aufweist, wobei die Spannungswandler an einer Spannungsdifferenzschaltung anlie- gen.

Erfindungsgemäß ist der Quenchdetektor durch rein elektroni- sche Bauelemente realisiert. Eine aufwendige Umwandlung e- lektronischer Signale in optische Signale und umgekehrt ent- fällt gemäß der vorliegenden Erfindung. An die Spannungswand- ler werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine hohen Anforderungen im Hinblick auf ein lineares Ansprechverhalten

über den gesamten möglichen Ansteuerbereich gestellt. Auf- grund der Differenzbildung ist es vielmehr ausreichend, dass die Spannungswandler ein zueinander gleiches Übertragungsver- halten aufweisen, da aufgrund der Differenzschaltung erst voneinander abweichende Spannungswerte der Spannungswandler auf einen Spannungsabfall am supraleitenden Bauelement und somit auf dessen Quenchen hinweisen. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch lineare Spannungswandler einsetzbar.

Vorteilhafterweise sind die Spannungswandler als Spannungs- teiler ausgebildet. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwick- lung der Erfindung werden die Kosten der Strombegrenzerein- richtung weiter gesenkt. Darüber hinaus werden Frequenzüber- tragungsprobleme, die beispielsweise bei erfindungsgemäß e- benso einsetzbaren Wicklungsspannungswandlern auftreten, ver- mieden.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterentwicklung der Erfindung weist der Quenchdetektor eine Komparatorschaltung auf, die mit der Spannungsdifferenzschaltung verbunden ist. Dabei weist die Spannungsdifferenzschaltung zwei Eingänge auf, die jeweils mit einem Spannungswandler verbunden sind. Der Aus- gang des Spannungswandlers ist mit der Komparatorschaltung verbunden, die auf Schwankungen am Ausgang der Spannungsdif- ferenzschaltung anspricht und ein zur Triggerung weiterer Bauteile geeignetes Signal erzeugt.

Vorteilhafterweise ist der Quenchdetektor mit einer Steuer- einheit verbunden, der eine zur Auslösung eines Schalters eingerichtete Auslöseeinheit nachgeschaltet ist. Mit der Steuereinheit ist ein den jeweiligen Erfordernissen entspre- chendes Begrenzungsverhalten der Strombegrenzungseinrichtung erzeugbar. Durch Vorgabe bestimmter Parameter und Schaltzei-

ten ist beispielsweise einstellbar, am Ende welchen Zeitrau- mes nach Quenchbeginn des supraleitenden Bauelementes ein Schalter, der dem supraleitenden Bauelement vorgeschaltet ist, den Stromfluss durch das supraleitende Bauelement unter- bricht. Die Steuerungseinheit kann darüber hinaus mit weite- ren Auslöseinheiten in Verbindung stehen und dem supraleiten- den Bauelement nachgeschaltete lokal begrenzte Netzbereiche in Abhängigkeit gewünschter Kriterien vom Gesamtverteilernetz abschalten.

Vorteilhafterweise ist der Quenchdetektor mit wenigstens ei- nem Messrelais verbunden, die zur Analyse von dem supralei- tenden Bauelement nachgeschalteten Netzbereichen eingerichtet sind. Durch diese Verbindung wird eine Triggerung der Messre- lais ermöglicht, um diese bei einem durch Kurzschluss beding- ten Quenchen zur Datenerfassung anzuregen. Die von den Mess- relais gelieferten Signale werden beispielsweise von einer Steuereinheit ausgewertet, um den Kurzschluss genauer zu lo- kalisieren und um einen bestimmten mit dem Kurzschluss behaf- teten Netzbereich gezielt vom Gesamtverteilernetz abzuschal- ten.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin- dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus- führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei sich entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und wobei Figur 1 eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Strombegrenzereinrichtung und Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der Strombegrenzerein- richtung gemäß Figur 1 zeigen.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Strombegrenzereinrichtung 1 in vergrößerter Darstellung. Die gezeigte Strombegrenzereinrichtung 1 weist ein schematisch angedeutetes supraleitendes Bauelement 2 auf, das in einem in Figur 1 nicht dargestellten Kryostaten angeordnet ist, der mit flüssigen Stickstoff befüllt ist. Das supraleitende Bau- element 2 weist einen supraleitenden Leiterabschnitt auf, der durch die Kühlung mit flüssigem Stickstoff im supraleitenden Zustand gehalten wird, in dem das supraleitende Bauelement 2 einen zugeführten Strom nahezu widerstandslos leitet. Dabei ist das supraleitende Bauelement 2 durch zweckmäßige An- schlüsse mit einer elektrischen Speiseleitung 3 verbunden. An beiden Seiten des supraleitenden Bauelementes 2 und außerhalb des Kryostaten ist jeweils ein Spannungswandler in Form eines Spannungsteilers 4 als Teil eines Quenchdetektors 5 vorgese- hen. Der Spannungsteiler 4 weist einen der Speiseleitung 3 zugewandten hochohmigen Widerstand 6 sowie einen auf Erdpo- tential liegenden niederohmigen Widerstand 7 auf.

Jeder Spannungsteiler 4 ist an zwischen dem hochohmigen Wi- derstand 6 und dem niederohmigen Widerstand 7 angeordneten Spannungsabgriffen 8 mit einer Spannungsdifferenzschaltung 9 verbunden. Die Spannungsdifferenzschaltung 9 vergleicht die beidseitig des supraleitenden Bauelementes 2 mittels der Spannungsteiler 4 gemessenen Spannungswerte, die infolge der in der Speiseleitung 3 auftretenden Wechselspannung zeitlich variiert. Stimmen die beiden Spannungswerte überein, erzeugt die Spannungsdifferenzschaltung 9 ein konstantes Ausgangssig- nal, dessen Höhe durch eine Komparatorschaltung 10 nach einem den jeweiligen Erfordernissen angepassten Verfahren zeitlich abgetastet und überprüft wird.

Überschreitet ein durch die Speiseleitung 3 geführter Strom, beispielsweise in einem Kurzschlussfall, einen bestimmten Schwellenwert, erwärmt sich der Supraleiter des supraleiten- den Bauelementes 2 und wird in den normalleitenden Zustand überführt. Die daraufhin am supraleitenden Bauelement 2 ab- fallende Spannung führt zu einer Signaländerung der Span- nungsdifferenzschaltung 9 und somit zu einem Triggersignal, der dieser nachgeschalteten Komparatorschaltung 10.

Figur 2 zeigt die Strombegrenzereinrichtung 1 gemäß Figur 1 in einer vergrößerten Darstellung, wobei der Quenchdetektor lediglich schematisch dargestellt ist. Insbesondere wurde auf die figürliche Darstellung der einzelnen Widerstände des Spannungsteilers 4 verzichtet und die Spannungsdifferenz- schaltung mit der Komparatorschaltung zu einem Bauteil 10a zusammengefasst. Das Bauteil 10a ist mit einer Auslösein- heit 11 verbunden, die zum Auslösen eines dem supraleitenden Bauelement 2 vorgeschalteten Schalters 12 eingerichtet ist.

Der Schalter 12 kann beispielsweise ein Halbleiterschalter sein, der den Stromfluss durch das supraleitende Bauelement 2 bei einem Quenchen des Supraleiters unterbricht.

Um die Stromunterbrechung durch den Schalter 12 gegebenen- falls steuern zu können, ist dem Quenchdetektor 5 an seinem Bauteil 10a eine Steuereinheit 13 nachgeschaltet, die in Ab- hängigkeit voreingestellter Parameter Steuersignale 14 er- zeugt, die beispielsweise eine verzögerte Stromunterbrechung durch den Schalter 12 ermöglichen. Die Steuereinheit 13 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Stromwand- ler 15 verbunden, der diese mit Messwerten über die Höhe des in der Speiseleitung 3 fließenden Stromes versorgt. Durch diese Messwertversorgung ist eine noch sensiblere Steuerung des Schaltverhaltens den jeweiligen Erfordernissen entspre-

chend ermöglicht. Dem Halbleiterschalter 12 ist ein weiterer Schalter 16 vorgeschaltet, der über eine Auswerteeinheit 17 auslösbar ist. Dabei ist die Auswerteeinheit 17 mit einem Stromwandler 18 verbunden.

Der Quenchdetektor 5 ist weiterhin mit Messrelais 19 verbun- den, die in dem supraleitenden und lokal begrenzten Bauele- ment 2 nachgeschalteten Netzbereichen zum Erfassen von Mess- größen eingerichtet sind. Dabei werden die Messrelais 19 nach einer Triggerung durch den Quenchdetektor 5 zur Messerfassung angeregt, so dass eine Netzanalyse zum Auffinden und Lokali- sieren eines Kurzschlusses durchführbar ist. Nach Auffinden des Kurzschlusses in einem bestimmten Netzzweig ist dieser über Schalter 20, die über die Messrelais 19 ansteuerbar sind, gezielt vom Netz abschaltbar. Durch das Abschalten des mit dem Kurzschluss behafteten Netzbereiches kann nach Abküh- len des supraleitenden Bauelementes 2 die Steuereinheit 13 ein zum Zuschalten des Schalters 12 notwendiges Steuersig- nal 14 an die Auslöseinheit 11 senden, um so den Stromfluss in kurzschlussfreien Netzbereichen zu ermöglichen.