CH217070A - Schalteinrichtung zum Unterbrechen und Schliessen eines Stromkreises. - Google Patents

Schalteinrichtung zum Unterbrechen und Schliessen eines Stromkreises.

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CH217070A
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Floris Dr Ing Koppelmann
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Floris Dr Ing Koppelmann
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Description


  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.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Schalteinrichtung zum Unterbrechen und Schliessen eines Stromkreises mit einem zur Unterbrechungsstelle parallel geschalteten Kondensator und einer innerhalb des zur Unterbrechungsstelle parallelen Strompfades mit dem Kondensator in Reihe geschalteten Drossel mit beim Durchgang eines Stromes von vorbestimmter Richtung und Stärke ge sättigtem, sich bei t17,berschreitung eines be stimmten Wertes des Durchgangsstromes ent- sättigendem Magnetkern,
    bei der mehrere sich gleichzeitig schliessende und öffnende Unterbrechungsstellen hintereinander geschal tet sind, auf welche die Spannung durch Parallelschalten von Scheinwiderständen in einem Verhältnis verteilt wird, dadurch ge kennzeichnet,
    dass die Drossel im Teilungs verhältnis der übrigen Scheinwiderstandsein- beiten des Parallelpfades unterteilt ist und ihre einzelnen Teile zusammen mit den ent- sprechenden Teilen der Scheinwiderstände in den zu den einzelnen Unterbrechungsstellen parallel liegenden Teilstromkreisen angeord net sind. UNTERANSPRÜCHE: 1.
    Schalteinrichtung nach Patentanspruch mit zwei ruhenden Kontaktstücken und einer beweglichen Sehaltbrücke, dadurch gekenn zeichnet, dass das Teilungsverhältnis 1 : 1 be trägt und die Schaltbrücke mit einer Mittel anzapfung der Drossel verbunden ist. 2.
    Schalteinrichtung nach Patentanspruch, insbesondere für Umformer, dadurch gekenn zeichnet, dass der Drosselkern mit der Wick lung einer ausserhalb des Parallelpfades in Reihe mit den Unterbrechungsstellen liegen den Schaltdrossel verkettet ist, die ihrerseits einen, bei Nennstrom hochgesättigten weite ren gern hat, der sich jedesmal bei einem Unterbrechungsvorgang in der Nähe des Nullwertes des Durchgangsstromes sprung haft entsättigt, so dass eine die Stromunter brechung erleichternde stromschwache Pause entsteht. 3.
    Schalteinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die im Parallel pfad eines Abzweigschalters angeordnete Drossel mit andern Drosseln die im Parallel pfad anderer Abzweigschalter der gleichen Hauptleitung liegen, einen gemeinsamen Ma gnet.kern hat .
CH217070D 1939-11-26 1940-11-25 Schalteinrichtung zum Unterbrechen und Schliessen eines Stromkreises. CH217070A (de)

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