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Einrichtung zur Verlängerung der Lichtbogendauer bei der Prüfung von Stromunterbrechern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verlängerung der Lichtbogendauer bei der Prüfung von Stromunterbrechern, insbesondere Hochspannungsleistungsschaltem, in einer Prüfanordnung mit ge- trennen Energiequellen für den Hochstrom und die Prüfspannung.
Bei dieser sind gemäss dem Stamm- patentNr. 201'703 im Hochstromkreis vor dem Prüfschalter ein steuerbarer Doppelweggleichrichter undvom
Hochstrom unmittelbar beeinflusste Steuergeräte angeordnet, die jeweils noch vor dem Ende einer Hochstromhalbwelle den der folgenden Hochstromhalbwelle zugeordneten Gleichrichter auslösen, derart, dass die gleichgerichteten Hochstromhalbwellen einander überlappen. und das vorzeitige Nullwerden des Hochstromes in der Schaltstrecke des zu prüfenden Schalters vermieden wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufrechterhaltung des Lichtbogens mit einem geringeren Energieaufwand, als es bei dem Gegenstand des Stammpatentes möglich ist, durchzuführen und dadurch eine bessere Anpassung der Prüfbedingungen an diejenigen bei einer unmittelbaren Prüfung im Netz zu erhalten. Bekanntlich wird bei den sogenannten synthetischen Prüfschaltungen in Reihe mit dem Prüf- schalter und vor diesem ein Hilfsschalter angeordnet, der dazu dient, vor dem Anlegen der hohen Prüf- spannung den Hochstromkreis von dem Prüfspannungskreis zu trennen.
Da dieser Schalter für die Spannung des Prüfschalters ausgelegt sein muss und ein Lichtbogen sowohl am Prüfschalter als auch am Hilfsschalter aufrecht erhalten werden muss, darf der Hochstrom einen verhältnismässig hohen Wert nicht unterschreiten.
Erfindungsgemäss ist nun in Reihe mit dem Prüfschalter ein erst nach Betätigen des Prüfschalters in der letzten Hochstromhalbwelle öffnender Hilfsschalter zum Abtrennen der Prüfspannung vom Hochstromkreis vorgesehen. Der Wegfall der Lichtbogenstrecke am Hilfsschalter während der Kommutierung lässt eine wesentliche Herabsetzung des für die Aufrechterhaltung des Lichtbogens am Prüfschalter notwendigen Minimalstromes zu. Dadurch werden die Beanspruchungen bei dem Schaltvorgang vor dem Anlegen der Prüfspannung mehr den Beanspruchungen bei unmittelbar im Netz ausgeführten Schaltungen angepasst, da der Strom sich mehr dem Nullwert nähert als beim Gegenstand des Stammpatentes.
Ausserdem ist der Hilfsschalter auf diese Weise von einem länger (mehrere Halbwellen) brennenden Lichtbogen entlastet, wodurch er in der letzten Hochstromhalbwelle zuverlässig abzuschalten vermag, und sind in den vorhergehenden Halbwellen Verzerrungen des Hochstromes, die zufolge eines am Hilfsschalter bestehenden Lichtbogens auftreten, vermieden.
Eine weitere Verbesserung der Prüfverhältnisse lässt sich erreichen, wenn Mittel vorgesehen sind, die nach Öffnen des Hilfsschalters einen neueinsetzenden Stromfluss im Doppelweggleichrichter, d. h. eine Kommutierung verhindern. Bliebe der Doppelweggleichrichter eingeschaltet, so würde die letzte Hochstromhalbwelle am Ende kurz vor ihrem Nulldurchgang durch die einsetzende Überlappung der nachfolgenden Stromhalbwelle verzerrt werden, so dass sich kein eindeutiger Zeitpunkt für die Auslösung der Prüfspannung ergäbe. Verhindert man jedoch die Kommutierung rechtzeitig, so strebt die letzte Hochstromhalbwelle praktisch verzerrungsfrei ihrem Nullwert zu.
Da der Hilfsschalter binnen einer Halbwelle sowohl öffnen als auch den Hochstrom unterbrechen muss, wird hiefür zweckmässig ein Druckgasschalter mit hoher Ausschaltgeschwindigkeit vorgesehen. Sehr hohe
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Schaltgeschwindigkeiten ergebensich insbesondere dann, wenn der Hilfsschalter einen ringförmigen Durch- laufkontakt als festen Kontakt hat. Die Auslösung des Hilfsschalters kann dann schon vor dem Beginn der letzten Stromhalbwelle erfolgen, während die eigentliche Kontakttrennung auf den Anfang dieser Halbwelle verlegt wird. An Stelle eines Durchlaufkontaktes kann auch ein federnder Gegenkontakt, der dem Schaltstift während des ersten Teils der Ausschaltung nachfolgt, vorgesehen sein. Vorzugsweise kann der Hilfsschalter auch zugleich als Draufschalter zur Einschaltung des Hochstromes dienen.
Es kann dadurch ein besonderer Einschalter in der Prüfanlage gespart werden.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 das Schaltschema einer Prüfanordnung zur Aufrechterhaltung des Hochstromlichtbogens durch einen Doppelweggleichrichter, der vorzugsweise aus einem mechanisch betätigten Schalter besteht, dargestellt. Fig. 2,3 und 4 zeigen Stromdiagramm.
Der Hochstromkreis besteht primärseitig aus dem Wechselstromgenerator G und dem Transformator T.
Über den Transformator T mit seinen beiden Sekundärwicklungen werden der Hochstromkreis I und der Hochstromkreis II gespeist. Beide enthalten die mechanisch im Takt der Generatorfrequenz betätigten Schalter S1 und S, die so eingestellt sind, dass der gleichgerichtete Strom ik Nulldurchgänge vermeidet.
In der gemeinsamen Rückleitung der beiden Kreise I und II sind der Prüfschalter Sp und der Hilfsschalter Sh angeordnet. Der Hilfsschalter dient zugleich als Draufschalter für die Einschaltung des Hochstromes bei schon geschlossenem Prüfschalter. An dem Prüfschalter liegt der Hochspannungskreis III mit dem auf Gleichspannung aufgeladenen Kondensator C, der Einschaltfunkenstrecke F und der Schwingdrossel L.
In Fig. 2 ist der aus dem Generator G gelieferte Hochstrom ik dargestellt. Dieser wird durch die beiden
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das vorzeitige Nullwerden des Hochstromes in dem Prüfschalter vermieden wird. Es ergibt sich dadurch ein Verlauf des Stromes ik. wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Bei geöffneten Schaltern Sh und Sp ist der Minimalstrom i, der zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens notwendig ist, verhältnismässig gross. Am Ende der
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einzuschalten versucht.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist derart, dass nach Einschalten des Hochstromes durch den Hilfsschalter Sh und Gleichrichtung des Hochstromes durch die Schalter S1 und S der Schalter Sh erst vor Beginn der letzten Hochstromhalbwelle ausgelöst wird. Seine Schaltkontakte erreichen bereits eine hohe Anfangsgeschwindigkeit, bevor die eigentliche Trennung der Kontakte einsetzt. Durch die besondere Ausbildung dieses Schalters erfolgt die Stromunterbrechung in einer Halbwelle. Da der Hochstrom-Lichtbogen nur die Schaltstrecke des Schalters Sp zu überwinden hat, so ist es möglich, den hiebei notwendigen Minimalstrom auf bedeutend kleinere Werte einzustellen als bei geöffnetem Hilfsschalter.
Dies geht aus Fig. 4
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Die endgültige Unterbrechung des Hochstromes im Doppelweggleichrichter SI und S wird zweckmässig dadurch hervorgerufen, dass bei einem im Takt der Netzfrequenz betätigten Schalter der Gegenkontakt zum beweglichen Kontakt dieses Schalters axial verschoben wird, so dass keine Kontaktberührung mehr möglich ist. Da man bei dieser Ausführung des verschiebbaren Gegenkontaktes noch einen besonderen Antrieb benötigt, lässt sich bei festem Gegenkontakt die Stromunterbrechung auch so ausführen, dass der bewegliche Schaltstift hohl ausgebildet ist und durch diesen zusätzlich zu der an sich vorhandenen Löschmittelströmung entweder eine verstärkte Löschmittelströmung oder ein besonders hochwertiges Löschmittel zugeführt wird.
Die Ausschaltung des Doppelweggleichrichters hat dann zur Folge, dass die letzte Hochstromhalbwelle unverzerrt ihrem Nullwert zustrebt, wie dies Fig. 4 zeigt. Vorteilhaft wird vor dem Ende der letzten Hochstromhalbwelle dieser in bekannter Weise ein Strom aus dem Spannungskreis III überlagert, der als Schwingstrom is bezeichnet ist und bei dessen Nulldurchgang die Prüfspannung als Wiederkehrspannung Uw an den Schaltkontakten des Prüfschalters auftritt.
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