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Leistungsschalter mit Parallelkapazitäten
Die Erfindung betrifft Leistungsschalter mit Mehrfachunterbrechung, wobei den Unterbrechungsstellen Impedanzen parallelgeschaltet sind. Diese haben die Aufgabe, bei den bekannten Ausführungen das
Potential der wiederkehrenden Spannung gleichmassig auf die Unterbrechungsstellen zu verteilen. Ausserdem können sie die Frequenz der wiederkehrenden Spannung, insbesondere deren steilen Anstieg, dämp- fen oder verflachen.
Zur Vergleichmässigung des Potentials genügen kleine Kapazitäten oder hohe ohmsche Widerstände.
Zur wirkungsvollen Verflachung des Anstiegs der wiederkehrenden Spannung dagegen müssen niederohmige Widerstände oder grosse Kapazitäten verwendet werden. Um beide Aufgaben erfüllen zu können, hat man bisher zusätzlich zu den Potentialverteilungskapazitäten niederohmige Widerstände parallelgeschaltet. Die Dämpfung der wiederkehrenden Spannung kann man nun auch mit Hilfe von Kapazitäten erreichen, wenn diese einen genügend grossen Wert besitzen. Dieser Wert soll möglichst der Restleitfähigkeit einer Schaltstrecke nach dem Abschalten entsprechen. Der dieser Leitfähigkeit entsprechende Restwiderstand wird bei steil ansteigender wiederkehrender Spannung durch den in ihm fliessenden Strom aufgeheizt, und kann auf diese Weise ein Wiederzünden verursachen, womit praktisch ein Versagen des Schalters verbunden sein kann.
Um nun diese Folgeerscheinung der wiederkehrenden Spannung wirksam bekämpfen zu können, ist es nötig, einen Widerstand parallel zu schalten, welcher etwa von der gleichen Grösse ist, wie der Restwiderstand. Es hat sich nun gezeigt, dass auch hohe Kapazitäten den gleichen Erfolg bringen können, wobei aber noch weitere günstige Merkmale hinzukommen. Eine Kapazität verflacht nämlich das rasche gegen Nullgehen des Stromes bereits vor seinem Nulldurchgang, indem durch ihre Entladung ein Zusatzstrom durch den Lichtbogen entsteht. Der langsamere Stromnulldurchgang erleichtert dem Schalter die Lichtbogenlöschung. Auch im Verlauf der ansteigenden wiederkehrenden Spannung übernimmt die Kapazität den Strom, ähnlich wie ein niederohmiger Widerstand und entlastet dadurch die Schaltstrecke gleichzeitig mit der Verflachung der wiederkehrenden Spannung.
Man hat aus diesem Grunde dem ganzen Schalter solche Kapazitäten zusätzlich parallelgeschaltet, wobei aber der Nachteil vorhanden ist, dass zusätzlich zu den Potentialsteuerungsimpedanzen weitere Impedanzen vorgesehen werden müssen.
Es ist nun ferner bekanntgeworden, die Parallelkapazitäten für die Potentialsteuerung verschieden gross zu machen, um die verschiedenen Eigenkapazitäten der einzelnen Unterbrechungsstellen ausgleichen zu können.
Ferner ist es bei Druckluftschaltern mit Mehrfachunterbrechung, bei denen die äusseren Schaltstellen in der Reihe für eine grössere Schaltleistung als die der dazwischenliegenden Schaltstellen ausgebildet sind, bekannt, sämtlichen Schaltstellen gleich grosse Kondensatoren parallel zu schalten. Hiebei ist es jedoch nachteilig, dass die äusseren Kondensatoren für eine höhere Isolationsfestigkeit als die innere bemessen sein müssen.
Um nun den erwähnten Mehraufwand zu ersparen, wird für Leistungsschalter mit Parallelkapazitäten und Mehrfachunterbrechung, wobei die den einzelnen Unterbrechungsstellen parallelgeschalteten Kapazitäten verschiedene Werte haben, vorgeschlagen, dass mindestens eine Unterbrechungsstelle eine Par-
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allelkapazität hat, welche unabhängig von der Potentialverteilung über die einzelnen Unterbrechungs- stellen mindestens gleich dem dreifachen Wert der Kapazitäten der übrigen Unterbrechungsstellen ist.
Hiedurch wird zwar die Potentialsteuerung in geringem Masse verschlechtert, es wird aber eine ein- fachere und billigere Ausführung erreicht, indem der der Verflachung des Anstiegs der wiederkehrenden
Spannung dienende Kondensator nur für eine geringere Spannung ausgelegt zu werden braucht, als bei den bekannten Ausführungen.
Man kann auch, wenn zur Potentialsteuerung Widerstände verwendet werden, mindestens einen die- ser Widerstände so auslegen, dass er höchstens den dritten Teil der Widerstände an den übrigen Unterbre- chungsstellen besitzt. Man kann sogar so weit gehen, die Parallelkapazität nur an einer einzigen Unter- brechungsstelle vorzusehen, wenn für die übrigen Unterbrechungsstellen die Eigenkapazität zur Potential- steuerung genügt.
Mehrere Ausführungsbeispiele sind in den Figuren 1-9 dargestellt.
In Fig. 1 sind zwei Unterbrechungsstellen 1 und 2 dargestellt, wobei der Unterbrechungsstelle 1 eine grosse Kapazität 3, der andern eine kleine Kapazität 4 parallel liegt. In Fig. 2 besitzt nur die eine Unterbrechungsstelle eine Parallelkapazität, u. zw. eine grosse, während die andere (2) nur ihre eigene Ka- pazität hat. In Fig. 3 ist ein Leistungsschalter gezeigt, welcher neben den Kapazitäten auch Widerstände hat. Hiebei ist der Widerstand 5, welcher der grossen Kapazität 3 parallel liegt, niederohmig, der Wi- derstand 6 dagegen hochohmig, wobei der Widerstand 6 mindestens dreimal so gross wie der Widerstand 5 sein muss. Der Widerstand 5 kann auch, wie Fig. 4 zeigt, beiden Unterbrechungsstellen gemeinsam parallelgeschaitet sein.
In den Fig. 5 und 6 sind Schalter mit mehr als zwei Unterbrechungsstellen dargestellt, bei denen die Kapazitäten 3. 1-3. n mindestens den. : dreifachen Wert haben wie die Kapazitä- ten 4. 1-4. m, und die. Widerstände 5. 1-5. n einen niederohmigeren Wert haben als die Widerstän- de 6 : 1-6. m. m und n ist hiebei die Anzahl der zugehörigen Unterbrechungsstellen, wobei m und n verschieden oder gleich sein können. In Fig. 6 sind die beiden verschieden grossen Widerstände 5 und 6 allen zugehörigen Unterbrechungsstellen parallelgeschaltet. In Fig. 7 liegen auch die Kapazitäten 3 und 4 mehreren Unterbrechungsstellen gemeinsam parallel.
In Fig. 8 ist noch eine Möglichkeit dargestellt, bei welcher der Unterbrechungsstelle mit der kleineren Kapazität eine Induktivität 7 parallelgeschaltet ist.
Der Vorteil dieser Anordnungen liegt darin, dass bei transitorischen wiederkehrenden Spannungen mit einer hohen Oberfrequenz von kleiner Amplitude, wie sie beim Abstandskurzschluss vorkommen, die eine Unterbrechungsstelle mit der grossen Parallelkapazität den Strom unterbrechen kann (dank der langsam ansteigenden transitorischen wiederkehrenden Spannung über dieser Unterbrechungsstelle), während die in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen ihren Strom etwas (z. B. l ms) später ausschalten. Die grosse Kapazität wird dann nur kurzzeitig mit Spannung belastet, wobei diese Spannung reduziert ist und nur einen Bruchteil der betriebsfrequenten Polspannung beträgt.
Die Herstellungskosten des Kondensators mit grosser Kapazität werden dadurch verringert. Selbst bei hohen Betriebsspannungen kann also die Isolationsfestigkeit erheblich kleiner gewählt werden. Man kann dann die gleichen Kondensatoren auch für mehrere Schaltertypen verschiedener Spannung verwenden.
Dies zeigt noch die Fig. 9, in welcher mehrere Schalter verschiedener Betriebsspannungen von 70 bis 400 kV dargestellt sind. Es wird hiefür immer die gleiche Kapazität 3 verwendet. Neben der Vereinfachung der Herstellung und Verringerung der Anzahl ergibt sich also auch noch eine Vereinfachung der Lagerhaltung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Leistungsschalter mit Parallelkapazitäten und Mehrfachunterbrechung, wobei die den einzelnen untereinander gleichen Unterbrechungsstellen parallelgeschalteten Kapazitäten verschiedene Werte haben, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Unterbrechungsstelle eine Parallelkapazität hat, welche-. unabhängig von der Potentialverteilung über die einzelnen Unterbrechungsstellen, mindestens gleich dem dreifachen Wert-der Kapazitäten der übrigen Unterbrechungsstellen ist.