Schalteinrichtung zum Unterbrechen lind Schliessen eines Stromkreises. Die Erfindung betrifft eine SchaItein- richtung .zum Unterbrechen und Schliessen .eines Stromkreises mit einem zur Unterbre chungsstelle parallelgeschalteten Konden sator.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, dass :innerhalb des zur Unterbrechungsstelle parallelen Strompfades eine Drossel mit dem Kondensator in Reihe geschaltet ist, deren Magnetkern beim Durchgang eines- Stromes von vorbestimmter Richtung und Stärke ge sättigt ist und sich bei Überschreitung eines bestimmten Wertes des Durchgangsstromes entsättigt, beispielsweise zu dem Zwecke, den bei der Öffnung der Unterbrechungs stelle zum Parallelkondensator fliessenden Ladestrom ungehindert durchzulassen,
jedoch dem bei der Schliessung über die Unterbre chungsstelle zur Entladung kommenden Kon- densatorstrom vorübergehend einen wesent lich erhöhten Widerstand entgegenzusetzen, damit der Entladungsstrom keinen schäd lichen Schliessungsfunken hervorrufen kann. Zur Erhöhung der Schaltleistung können bekanntlich mehrere sich gleichzeitig schlie ssende und öffnende Unterbrechungsstellen hintereinander geschaltet werden, auf die die Spannung durch Parallelschalten von Schein widerständen (Impedanzen) in einem Tei lungsverhältnis verteilt wird.
Das Teilungs- verhältnis kann zum Beispiel 1 : 1 sein, so dass die Spannung durch Parallelschaltun gleicher Scheinwiderstände gleichmässig ver teilt wird. Dies ist aber nicht möglich, wenn eine Sättigungsd-ros sel im Parallelpfad ein geschaltet ist. Erfindungsgemäss wird die Drossel in einem Teilungsverhältnis, zum Beispiel 1 :
1, unterteilt, und ihre einzelnen Teile werden zusammen mit entsprechenden Teilen der übrigen Scheinwiderstandseinhei- ten (Impedanzen) des Parallelpfades in den zu den einzelnen Unterbrechungsstellen par allelliegenden Teilstromkreisen dem Tei- dungsverhäItnis entsprechend verteilt ange ordnet. In der Zeichnung sind verschiedene Aus- führungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Fig.1 und 2 enthalten einphasige Selialt- bildcr der grundsätzlichen Anordnung sowie einer weiteren Ausgestaltung; Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer mehrphasigen @imfor- mungsanordnung.
Nach Fix. 1 hat eine zur Unterbrechung eines Gleichstromes oder Wechselstromes dienende Schalteinrichtung zwei ruhende Kontaktstücke 11, 11' und eine bewegliche Sclialtbriicke 12, die bei der Öffnung eine Abhebebewegung ausführt. Der Parallelpfad besteht beispielsweise aus zwei gleichen Kon densatoren 14, 14', zwei gleichen Ohmschen Widerständen 15, 15' und einer Sättigungs drossel 16, deren Magnetkern 17 vorzugsweise aus einer hochwertigen Eisensorte hergestellt ist.
Seine 11lagnetisierungskennlinie soll im ungesättigten Gebiet möglichst wenig gegen die Flussaehse geneigt sein, an den Über gangsstellen in die gesättigten Gebiete je einen scharfen Knick aufweisen und in den gesättigten Gebieten bei möglichst hoher Sättigungsinduktion nahezu parallel zur Achse der magnetischen Erregung verlaufen.
Der Kern 17 ist mittels einer zusätzlichen Erregerwicklung 16' so vormagnetisiert, dass in der gleichen Richtung. in der bei der Off- nun- der Unterbrechungsstelle ein Ladestr"ii zu -den Kondensatoren des Parallelpfades fliesst, der Sättigungsknick gerade um einen geringen Betrag überschritten ist, so dass der Ladestrom zur Erleichterung der Unterbre chung ungehindert über den Parallelpfad fliessen kann.
Der bei der Schliessung der Unterbrechungsstelle in umgekehrter Rich tung fliessende Entladestrom wirkt dann der Vormagnetisierung entgegen und versetzt bereits, wenn er einen sehr geringen Wert erreicht hat, den Drosselkern in den unge- s ättigten Zustand, wodurch sich die Induk- tivität der Drossel gegenüber dem gesättig ten Zustand um das Vielfache erhöht.
Diese Induktivität verhindert vorläufig ein wei teres Ansteigen des Entladestromes. Die Schliessung der Unterbrechungsstelle geht daher unter erleichterten Bedingungen vor sich.
Da es nun auch bei grösster Herstel lungsgenauigkeit praktisch nicht immer ver mieden werden kann, dass sich von ,dem beiden Unterbrechungsstellen zwischen: den Kontakten 11, 12 und den Kontakten 11', 12 die eine um eine winzige Zeitspanne früher schliesst als die andere, so hat<B>je-</B> weils die zuletzt schliessende die gesamte an der Schalteinrichtung liegende Spannung ein zuschalten. Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, dass die Kontaktbrücke 12 mit.
einer Mittelanzapfung 13 der Drossel 16 ver bunden wird. Infolgedessen kann bei glei cher Beanspruchung eine doppelt so hohe Ein- schaItspannung beherrscht, also die gleiche Einrichtung mit doppelt so hoher Spannung betrieben werden wie ohne die Verbindunb 13.
Zur Erleichterung des Offnungsvor- ganges kann ausserhalb,des Parallelpfades in Reihe mit den Unterbrechungsstellen 1l, 12, 11' eine Schaltdrossel 18 mit einem Ma gnetkern 19 vorgesehen sein, der ebenfalls aus einer hochwertigen Eisensorte besteht und bei Nennstrom hochgesättigt ist,
sich aber jedesmal bei einem Unterbrecliungsvor- ga.ng in der Nähe des Nullwertes des Durch gangsstromes sprunghaft entsättigt, so dass eine stromschwache Pause entsteht, in der die Unterbrechung unter erleichterten Bedin gungen vor sich gehen kann.
Auf dem Kern <B>19</B> kann eine Vormagnetisierungswicklung 18' angebracht sein, die mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist wird und zur zusätz lichen Steuerung des jeweils gewünschten Magnetisierungszustandes deT Schaltdrossel sowie zur Regelung dienen kann.
Mit Hilfe von drei Anordnungen gemäss Fig. 1, die an die,Sekundärwicklung eines Drehstromtrans- formators angeschlossen werden, wobei die beweglichen Kontaktbrücken durch einen am gleichen Netz liegenden Synchronmotor über Kurbeln, Nocken, Exzenter oder dergleichen angetrieben werden, kann Drehstrom in Gleichstrom umgeformt werden oder umge kehrt,
wobei der eine Pol der Gleichstrom- seite vom Sternpunkt der Sekundärwicklung des Drehstromtransformators gebildet wird, während die drei Schalteinrichtungen auf der dem Transformator abgewendeten Seite zum zweiten Gleichstrompol zusammengefasst werden.
Fig. 2 stellt beispielsweise eine Phase eines mehrphasigen Graetz-Systems dar, wobei eine von einem Wechse,lstromsystem kommende Hauptleitung zu zwei abwech selnd arbeitenden Schalteinrichtungen ver zweigt ist, von,denen ,die eine die positiven, die andere die negativen Halbwellen führt.
Zu den in Fig. 1 dargestellten Teilen kom men also in Fig. 2 die ruhenden Sohaitstüake 41 und 41', die bewegliche Schaltbrücke 42, die Kondensatoren 44 und 44', die Wider stände 45, 45', die Drossel 46 mit der Mittel- anzapfung 43 und dem Kern. 47 hinzu. Die Wicklung der Schaltdrossel 18 ist hier zwecks guter Isolation und geringer Streuung in zwei parallele Zweige aufgeteilt. Die Kerne 17 und 47 sind ebenfalls mit der Schaltdrossel 18 verkettet.
Dadurch können unter Umständen besondere Vormagnetis.ie- rungseinrichtungen der einzelnen Kerne fort fallen. Die Spulen 16 und 46 haben gleichen Wicklungssinn und annähernd gleiche Win- dungszahl wie die Spule 18.
Bei der Öffnung einer T-Tnterbrechungs- stelle nimmt der gleiche Strom, der in der Schaltdrossel 18 fliesst, seinen Weg auch über den Parallelpfad und somit über die Drossel 16 bezw. 46 und wirkt hier der von der Spule 18 auf den Kern 17 bezw. 47 wirkenden Erregung entgegen. Es soll dafür gesorgt sein, dass die Kerne 17 und 47 jedes mal während der Öffnung der zugehörigen Schalteinrichtung im gesättigten Zustand verbleiben, damit der Ladestrom ungehindert in die Parallelkondensatoren fliessen kann.
Wird dies nicht durch Wahl einer Eisen sorte, deren Magnetisierungskennlinie den Sättigungsknick ihres absteigenden Astes unterhalb des Nullwertes der Gesamterre gung aufweist, von selbst erreicht, so kann es durch eine etwas geringere Windungszahl der Drossel 17, 47 gegenüber der Schaltdros sel 18 oder durch eine zusätzliche Vormagne- tisierung erzwungen werden.
Die Über Füh rung in den. ungesättigten Zustand erfolgt während der Sperrzeit entweder durch in folge geeigneter Abstimmung des Parallel pfades in diesem sich bildende Stromschwin gungen oder durch eine zusätzliche Vor- magnet.isierung der Kerne 17, 47, die aber jetzt einen andern Wert haben mass als die oben erwähnte Vormagnetisierung während des Öffnungsvorganges.
Das lässt sich zum Beispiel erreichen durch Speisung der Vor- magnetisierungswicklung mit einer Rilfs- wechselspannung geeigneter Frequenz und Phasenlage.
Fig. 3 zeigt eine Umformungsanordnung zum wechselweisen Energieaustausch zwi schen einem. Drehstromnetz 10 und einem Gleichstromnetz 20 mit sechs in Graetz- Schaltung angeordneten Kontaktanordnungen 1=6, die in der ziffermässigen Reihenfolge abwechselnd geschlossen und geöffnet wer- ,den. Die Kontakteinrichtungen 1 und 2 sind gerade gesehlosssen. Sobald sich die Kontakt- einriohtung 3 geschlossen hat,
öffnet sich die Kontakteinrichtung 1 usw. Die Drosseln 16 und 46, 26 und 56, 36 und 66 sind hier jeweils auf einem einzigen Kern 17, 27 bezw. 37 angeordnet, der auch mit der Wicklung einer Schaltdrossel 18, 28, 38 verkettet ist, die ausserdem noch einen eigenen Kern 19, 29, 39 hat.
Der gewünschte jedesmalige Magnetisierungszustand der verschiedenen Magnetkerne kann auch hier nach den zu den Fig.1 und 2 gegebenen Richtlinien durch passende Wahl der Windungszahlen, Ab stimmung der Parallelpfade und gegebenen falls zusätzliche Vormagnetisierung der ver schiedenen Kerne hergestellt werden.
Ebenso wie in Fig. 3 an Hand einer Um formungsanordnung gezeigt ist, können ganz allgemein die Paralleldrosseln mehrerer Ab- zweigschalter, die an die gleiche Hauptlei tung angeschlossen sind, auf einem .gemein samen Magnetkern angeordnet sein.
Die vorstehend beschriebenen Einrichtun gen und Merkmale sind vorteilhaft auch im Zusammenhang mit solchen bekannten Schalt oder Umformungseinrichtungen verwendbar, bei denen zur Abflachung des Stromverlaufes zwecks Herabsetzung der Schaltbeanspru- chungen in Reihe mit der Schaltstelle eine selbsttätig gesteuerte Wicklung oder ver änderliche Impedanz vorgesehen ist, deren Wirkungsweise derjenigen einer Schaltdros sel mit gegebenenfalls vormagnetisiertem Magnetkern oder einem früheren Vorschlage gemäss mit mehreren verschieden vormagneti sierten Magnetkernen entspricht,
wobei zu sätzliche Mittel, etwa gleicher Art, angewen det sein können, um im Schaltaugenblick den Strom von der Schaltstelle auf einen dazu parallelen Strompfad hinwegzuverlegen bezw. vorübergehend fernzuhalten.