Gerät zum Prüfen elektrischer Trennschalter
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen elektrischer Trennschalter.
Es ist bekannt, Trennschalter grosser Leistung synthetisch dadurch zu prüfen, dass ein erster Stromkreis für die Zufuhr eines Stromes zu Idem zu prüfenden Trennschalter benutzt wird und dieser Strom gleich dem gewünschten grossen Prüfstrom ist und ein zweiter getrennter Stromkreis verwendet wird, um einen kleinen zusätzlichen Prüfstrom zu liefern, nach dem an dem Trennschalter eine Spannung auftritt, die gleich der Nachzündspannung ist, die bei normalem Betrieb bei Unterbrechung eines grossen Stromes hoher Spannung nach dem Stromunterbruch an dem Trennschalter auftritt. Es ist diese Nachzündspannung, die das Bestreben hat, den Lichtbogen aufrecht zu erhalten, der während der Stromunterbrechung an den Kontakten des Trennschalters auftritt.
Durch Verwenden eines ersten Stromkreises, der den grossen Hauptprüfstrom bei niedriger Spannung liefert, und eines zweiten Stromkreises, der den kleinen zusätzlichen Prüfstrom und die Nachzündspannung liefert, ist die für die Prüfung erforderliche Leistung der umlaufenden Energieerzeugungsmaschinen zum Prüfen gegenüber der für das Gerät zum Prüfen erforderlichen Leistung, wenn nur ein Stromkreis benutzt wird, um einen grossen Prüfstrom bei der erforderlichen hohen Spannung zu erzeugen, ganz wesentlich herabgesetzt.
Wenn der zu prüfende Trennschalter solcher Art ist, dass mehr als ein halber Schwingungszyklus des Hauptprüfstromes in der Zeit abläuft, die notwendig ist, um den Trennschalter zu öffnen und den Lichtbogen zu unterbrechen, muss jedesmal, wenn der Hauptprüfstrom durch Null geht, ein kleiner zusätzlicher Prüfstrom an die Kontakte des Trennschalters gelegt werden, nach dem an den Kontakten eine Nachzündspannung auftritt, so dass der Bogen wieder gezündet wird und dadurch die Prüfbedingungen so ähnlich wie möglich den Betriebsbedingungen sind.
Bei bekannten Prüfgeräten werden der zusätzliche Prüfstrom und die Nachzündspannung durch Entladen eines grossen Kondensators erzeugt, wobei die wiederholte Anwendung dieses Stromes und der Nachzündspannung in jedem halben Schwingungszyklus des Hauptprüfstromes durch wiederholtes Laden und Entladen des Kondensators möglich wird. Eine solche Anordnung erfordert erhebliche Aufladeleistung und -Einrichtung und verteuert erheblich die Kosten des Gerätes. Auch der Hilfstrennschalter, der verwendet wird, um den Niederspannungskreis für die Lieferung des Prüfstromes jedesmal zu unterbrechen, wenn die hohe Spannung auftritt, wird dabei komplizierter.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, für die Prüfung elektrischer Trennschalter ein verbessertes Gerät zu schaffen, das Mittel umfasst, um den Bogen nachzuzünden, wenn der Trennschalter geöffnet wird.
Das erfindungsgemässe Gerät zum Prüfen elektrischer Trennschalter ist gekennzeichnet durch einen ersten Stromkreis für die Zufuhr eines grossen Hauptprüfstromes bei niedriger Spannung zu dem zu prüfenden Trennschalter und einen Hilfstrennschalter zum Unterbrechen des Hauptprüfstromes, einen zweiten Stromkreis für die Zufuhr eines kleinen zusätzlichen Prüfstromes, nach dem an dem zu prüfenden Trennschalter bei offenem Hilfstrennschalter eine Nachzündspannung auftritt, und Mittel, um durch den zu prüfenden Trennschalter unmittelbar vor mindestens einem Stromdurchgang des Hauptprüfstromes durch Null beim Unterbrechen des Hauptprüfstromes einen Nachzünd-Stromimpuls zu geben, um die Polarität des Hauptprüfstromes sehr rasch zu ändern.
Der Nachzünd-Stromimpuls wird unmittelbar vor jedem der während der Unterbrechung des Hauptprüfstromes vor dem letzten Druchgang durch Null liegenden aufeinander folgenden Durchgänge des Hauptprüfstromes durch Null durch den zu prüfenden Trennschalter geführt, um den Lichtbogen aufrecht zu erhalten, und der kleine zusätzliche Prüfstrom, nach dem die Hauptnachzündspannung auftritt, wird von dem zweiten Stromkreis beim letzten Stromdurchgang durch Null geliefert.
Die Mittel für die Abgabe der Nachzündstromimpulse besitzen vorzugsweise einen Kondensator, der in Serie zu dem zu prüfenden Trennschalter schaltbar ist, und Mittel, um den Kondensator zu entladen.
In der beiliegenden Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Schaltung des Gerätes zum Prüfen elektrischer Trennschalter dargestellt.
Das Prüfgerät der in der Zeichnung dargestellten Schaltung umfasst einen ersten Stromkreis für die Lieferung von Strom, der eine erste Spannungsquelle V1 in Serie zu einer Strombegrenzungsspule SC und einem Hilfstrennschalter ACB enthält, der dazu dient, einen Hauptprüfstrom bei niedriger Spannung einem zu prüfenden Trennschalter TCB zuzuführen.
Der zu prüfende Trennschalter ist von der Art, dass das Öffnen des Schalters und Unterbrechen des Lichtbogens länger als einen halben Schwingungszyklus dauert. Das Gerät besitzt noch einen zweiten, Spannung erzeugenden Stromkreis mit einer Spannungsquelle V die in Serie mit einem Schalter S an einem Kondensator C2 liegt, und mit einer Funkenstrecke G1, einer Induktanz L1 und einem Kondensator C1, die in Serie zu dem Kondensator C liegen.
Der Kondensator C kann von der Spannungsquelle V2 über den Schalter S aufgeladen und über die Funkenstrecke G1 in die Induktanz L5 und den Kondensator C5 und über den zu prüfenden Trennschalter TCB und einen Schalter lt entladen werden, so dass sich der kleine zusätzliche Prüfstrom ergibt, nach dem, wie oben beschrieben, die Nachzündspannung auftritt.
Um an dem Trennschalter TCB in jeden halben Schwingungszyklus beim allmählichen Öffnen des Trennschalters TCB den Lichtbogen aufrecht zu erhalten, ist ein Hilfstrennschalter vorgesehen. Dieser Hilfstrennsch alter ermöglicht einen Nachzünd-Stromimpuls mit einer steilen Front und einem langen Impulsschwanz, wobei der Impuls auftritt, kurz bevor der Hauptprüfstrom durch Null geht. Der Nachzünd Stromimpuls wird dem Hauptprüfstrom hinzugefügt und bewirkt, dass der Wert des Prüfstromes rasch von etwa 100 Ampere einer Polarität auf etwa 100 Ampere der anderen Polarität wechselt. Da der Prüfstrom auf diese Weise sehr rasch durch den Nullwert hindurchgeht, wird der Lichtbogen nicht gelöscht.
Der Hilfsstromkreis umfasst einen Kondensator C5, der in Serie liegt mit einer Isolationsfunkenstrecke G2 und einem Widerstand R1, der in Parallelschaltung einen Kondensator C6 besitzen kann, wenn der zu prüfende Trennschalter in Parallelschaltung Kondensatoren oder zwischen seinen Klemmen niederohmige Widerstände aufweist, ferner mit einer geschalteten Funkenstrecke TG 1, Mitteln P1 zum Laden des Kondensators G3 und einem hochohmigen Widerstand R5 parallel zu C3 und TGl. Durch Schalten von G1 wird der Kondensator C5 über G2 und R1 entladen und liefert über ACB und TCB den Nachzünd-Stromimpuls.
Die Begrenzungsspule SC verhindert, dass der Nachzündimpuis durch die Spannungsquelle V1 geht. Es wird darauf hingewiesen, dass der Nachzündimpuls durch eine Spannung erzeugt wird, die viel grösser sein kann als die Spannung des Hauptprüfstromes.
Der Hilfsstromkreis kann auch eine Selbstinduktion L2 umfassen, die in Serie liegt mit TCB und mit einem Impulsformerkreis versehen ist, der einen Kondensator C umfasst in Serie zu einer Funkenstrecke G3, einem Widerstand R2, einer gesteuerten Funkenstrecke TG2, Mitteln P2 zum Laden des Kondensators C4 und einen hohen Widerstand R6 parallel zu C4 und TG2. Wenn C4 durch Steuern von TG2 entladen wird, ergibt sich ein Stromimpuls durch L und erzeugt einen Stromimpuls mit scharfer Spitze durch TCB. Der Stromimpuls mit scharfer Spitze kann benutzt werden, um den Stromimpuls von Kondensator C5 zu verstärken.
TG1 und TG2, die Trigatrons sein können, können durch Schaltkreise gesteuert werden, die zwei Ferritringe F1 und F2, die um den den Prüfstrom führenden elektrischen Leiter liegen, und einen zweiten elektrischen Leiter aufweisen, der über einen hohen Widerstand R5 an die Spannungsquelle V1 geschaltet ist. In dem zweiten Leiter fliesst ein elektrischer Strom, der dem Prüfstrom um etwa 90" vorauseilt und den erforderlichen niedrigen Wert besitzen kann. Die Steuerelektroden von TGl und TG2 sind mit den Wicklungen W1 bzw. W2 um die Ferritringe F1 bzw. F2 verbunden.
Die Wirkungen des Prüfstromes und des Sekundärstromes in den elektrischen Leitern, die durch die Ringe F1 und F2 führen, werden addiert, und bei Annäherung des Wertes des Prüfstromes an Null ist der Wert des Sekundärstromes verschieden von Null und für einen Augenblick, in dem der Wert des Prüfstromes etwa 100 Amp. ist, sind die Wirkungen des Prüfstromes und des Sekundärstromes gleich und -ent- gegengesetzt. In diesem Augenblick wird in jeder der Windungen W1 und W2 ein Impuls erzeugt, der TG1 und TG2 schaltet. Den Zeitpunkt des Auftretens dieses Impulses kann man auswählen durch geeignete Wahl des Widerstandes R5.
Ein Widerstand R4 kann als Shunt für eine Strommess- und Anzeigevorrichtung, z. B. ein Oszilloskop, benutzt werden.
Mit einer Schaltung, wie beispielsweise die oben angegebenen TG1 und TG2, kann der Schaltvorgang im Augenblick ausgelöst werden, gerade bevor der Wert des Prüfstromes durch Null geht, so dass bewirkt wird, dass der Wert rasch Null durchläuft und das Erlöschen des Lichtbogens verhindert wird. Der Schalter I wird geöffnet, bevor der Nachzünd-Stromimpuls abgegeben wird, und wird geschlossen in dem halben Schwingungszyklus, bevor die Nachzündspannung an den zu prüfenden Trennschalter angelegt wird. Es kann ein zusätzlicher Relaiskreis vorgesehen sein, um festzulegen, wann die Steuerimpulse an TG1 und TG2 angelegt werden, so dass die Nachzünd-Stromimpulse nur angelegt werden brauchen, wenn sie wirklich benötigt werden.
Es ist einleuchtend, dass der oben heschriebene Stromkreis einen Nachzünd-Stromimpuls für den Unterhalt des Lichtbogens an dem zu prüfenden Trennschalter erzeugt, während der Trennschalter allmählich geöffnet wird.