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Einrichtung zum Unterbrechen von Gleichstromkreisen. Es sind Schalter zum Unterbrechen von Gleichstromkreisen bekannt, bei denen zu den Schalterkontakten ein Kondensator parallel geschaltet ist, der durch den beim Schalten an den Schalterkontakten auftretenden Spannungsabfall aufgeladen wird und dadurch den Absehaltvorgang erleichtert.
Die neue Einrichtung zum Unterbrechen von Gleichstromkreisen, insbesondere für Gleiehstromhochspannungsanlagen, bei der zu den Kontakten eines Schalters eine mindestens einen Kondensator umfassende Schaltungseinheit parallel geschaltet ist, unterscheidet sich von dem Bekannten dadurch, dass Mittel vorgesehen sind, durch die die Spannung an der Schaltungseinheit zu dem Zeitpunkt, da die Entfernung beider Kontakte des Schalters so gross geworden ist., dass ein Wiederzünden eines durch Einwirkung äusserer Einflüsse unterbrochenen Lichtbogens unmöglich ist, plötzlich erhöht wird, derart, dass der Strom der Schaltungseinheit mindestens gleich dem Abschaltstrom des Schalters ist.
Durch die plötzliche Erhöhung der Spannung an der Schaltungseinheit und den dadurch bedingten hohen Ladestrom des Kondensators kann dem Schaltlichtbogen so viel Strom entzogen werden, dass der Lichtbogen kurze Zeit nach dem Einsetzen der Spannungserhöhung an der Schaltungseinheit erlischt. Wegen der dem Lichtbogen entzogenen Energie wird in dem kritischen Zeitbereich die Spannung am Lichtbogen und damit auch die Spannung an der Schaltungseinheit zusätzlich erhöht, so dass der Löschvorgang dadurch wesentlich unterstützt wird.
Gegenüber bekannten Schaltern mit Parallelkondensator hat die Erfindung den Vorteil, dass man mit einem kleineren Kondensator auskommen kann. Ein weiterer Vorteil des Schalters besteht darin, dass er auch bei kleinen Strömen einwandfrei arbeitet. Ein besonders zweckmässiges Mittel zur plötzlichen Erhöhung der Spannung an der Schaltungseinheit besteht darin, dass in dem gewünschten Zeitpunkt der Spannungsabfall am Lichtbogen des Schalters plötzlich erhöht. wird. Man kann dies beispielsweise bei einem Pressluftschalter dadurch erreichen, dass die Pressluft nicht gleichzeitig mit dem Öffnen der Schalterkontakte, sondern erst etwas später dem dann bereits gezogenen Lichtbogen zugeführt wird.
Bei Expansionsschaltern kann entsprechend dafür gesorgt werden, dass die Expansion erst zu dem gewünschten Zeitpunkt, und zwar möglichst plötzlich, einsetzt. In beiden Fällen wird dem Schalterlichtbogen rasch Energie entzogen und dadurch der Spannungsabfall an den Schalterkontakten und damit auch die Spannung an der parallel geschalteten Schaltungseinheit erhöht.
Ein anderes Mittel zur plötzlichen Erhöhung der Spannung an der Schaltungseinheit besteht darin, dass in dem gewünschten Zeit-
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punkt zwei Liehtbogenwege des Schalters, die vorher parallel geschaltet waren, in Reihe geschaltet werden. Auch das führt dazu, dass wegen der plötzlichen Erhöhung der Spannung an der Schaltungseinheit diese einen wesentlich höheren Strom aufnimmt. und dadurch dem zu ihm parallel geschalteten Lichtbogen den Strom entzieht.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, dass die Sehaltungs- einheit .ausser dem Kondensator noch einen zti diesem parallel geschalteten Ohmsehen Widerstand umfasst, der beim Öffnen des Schalters einen Teil des im Stromkreis flie- ssenden Stromes übernimmt. Eine solche Sehaltanordnung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn es sieh um die Absehaltung von Strömen handelt, die, wie bei Kurzsehlüs- sen oder andern Störungen, grösser sind als der Nennstrom der Anlage.
Der beim Öffnen des Schalters in den Stromkreis geschaltete Widerstand sorgt dafür, dass der Strom zunächst einmal auf einen in der Grössenordnung des Nennstromes liegenden W, ert begrenzt wird, so dass dann ein weiterer Schalter die endgültige Abschaltung übernehmen kann.
Die Einrielitung gemäss der Erfindung sei an Hand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darstellt, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Sehaltungsanordnung, bei der in einem Gleichstromkreis ein Ohmscher Widerstand R geschaltet ist und zu diesem Widerstand ein Schalter S mit zugehörigem Parallelkondensator C parallel geschaltet. ist.
Fig. 2 zeigt. den zeitlichen Verlauf der Ströme und Spannungen der Sehalteinrieli- tung.
Fig. 3 zeigt eine Sehaltungsanordnung, die im Zuge einer Fernleitung liegt.
Bei der Sehaltungsanordnung nach Fig.l. teilt. sich der Gesamtstrom J auf in den Strom Ja durch den Widerstand R und den Strom J, durch den Schalter S vor dem Öffnen des Schalters, d. h. vor dem Zeitpunkt to. In der Fig. 2 ist J = Js. Nach dem Öffnen des Schalters ist J = JP + Je + Js. Sobald ein Kurzschluss hinter dem Schalter eintritt, wird die ganze Netzspannung dazu verbraucht, um den Strom J zu vergrössern. Die Anstiegsgeschwin- digkeit ist durch die Induktivität dieses Kreises bestimmt.
Für den aus Fi-. 2 ersichtlichen Winkel gilt tg = dJ/c1t = ZTN !L, wobei L'V die Netzspannung und L die Induktivität des Kreises bedeuten.
Die Bedingung für (las l.ö- schen des Liehtbogens im Sehalter S ist, dass C. dZ',jdt grösser ist als der Gesamtstrom im Augenblick des Lösehers. Bei dem Diagramm der Fig.2 ist angenommen, class einige Zeit nach dem Einsetzen des Kurzsehlusses im Zeitpunkt t1 die Sehalterkontakte sieh zu öffnen beginnen.
Es steigt dann der Strom J,1 im Widerstand R und die Spannung U; am Schalter S, welche derpannun@@ ain Widerstand und ain Kondensator gleieli ist, allniäIi- lieh an. Im Zeitpunkt t.> soll das die Spannung am Sehalter bzw. am Kondensator plötz- lieh erhöhende Mittel einsetzen. Bei einem Expansionssehalter wird in diesem Zeitpunkt t@ die Expansion zur Wirkung gebracht.
Das hat. zur Folge, dass die Spannungen am Schalter, am Kondensator und am Widerstand wesentlich steiler ansteigen, dass dementspre- ehend der Kondensator einen steil ansteigenden Ladestrom J(, aufnimmt, und class als Folge davon der Selialterstroni J, selniell auf Null absinkt..
Nach dein Erlösehen des >#ehal- terliehtbogens ini Zeitpunkt t:3 sinkt. der Kon- densatorstrom nach dem aus Fig.2 ersiehtliehen Zeitverlauf allmählich bis auf Null ab.
Durch das plötzlielie Einsetzen des Energieentzuges aus dem schon im Zeitbereieh t, bis t#, brennenden Lichtbogen wird die Spannungsänderung am Sehalter so gross gemacht, dass auch bei Anwendung eines verhältnismässig kleinen Kondensators die Bedingungen für das Löschen des Liehtbogens erfüllt werden können. In jedem Fall ist dafür zu sorgen, dass die Lösehung des Liehtbogens erst dann erfolgt, wenn die Selialtstreeke die maximale Spannung sperren kann, damit keine weiteren Rüekzündungen eintreten können.
Bei Schaltern, die iin Zuge einer Fernleitung liegen, können die Kapazitäten einer als Fernleitung dienenden Kabelleitung dazu dienen, den Lösehvorgang herbeizuführen und
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auch die Sehalterspannung zu begrenzen. Fig.3 zeigt das Schaltungsschema einer sol- < -hen Sehaltanordnung. 1, \?, 3 und 4 sind die Kapazitäten zwischen den beiden Kabelleitungen und Erde, 5 und 6 sind die zum Abschalten der Leitung dienenden Schalter.
Bei plötzlieher Expansion bzw. plötzlieher Zuführung der Pressluft laden sieh die für den Sehalterkontakt 5 parallel gesehalteten beiden Kapazitäten 1 und 3 auf, und der Strom im Kontakt 5 wird Null. Analoges -ilt für den Kontakt. 6 und die Kapazitäten \? und 4.
Dieser zündet nicht wieder, wenn die Kapazitäten 1 bis 4 im Verhältnis zu den Induktivi- täten des Kreises so gross sind, dass die Über- .spannunf- eine bestimmte Grenze nieht über- schreitet\ und die Kontaktentfernung beim Einleiten der Expansion dafür ausreichend gross war. Bei einer Sehaltanordnung nach Fig. kann man ohne den in Fig.l mit P bezeichneten Widerstand und ohne einen weiteren, diesen Widerstand abschaltenden Schalter auskommen.