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.
Device for testing electrical disconnectors
The present invention relates to an apparatus for testing electrical circuit breakers.
It is known to test circuit breakers of large capacity synthetically in that a first circuit is used to supply a current to Idem circuit breaker to be tested and this current is equal to the desired large test current and a second separate circuit is used to provide a small additional test current to deliver, according to which a voltage occurs at the circuit breaker that is equal to the post-ignition voltage that occurs in normal operation when a large current of high voltage is interrupted after the current interruption at the circuit breaker. It is this post-ignition voltage that tends to maintain the arc that occurs at the contacts of the circuit breaker during the current interruption.
By using a first circuit which supplies the large main test current at low voltage and a second circuit which supplies the small additional test current and the post-ignition voltage, the power of the rotating power generating machines required for testing is compared to that required for the device for testing Performance, if only one circuit is used to generate a large test current at the required high voltage, is significantly reduced.
If the circuit breaker to be tested is such that more than half an oscillation cycle of the main test current elapses in the time required to open the circuit breaker and interrupt the arc, a small additional one must be added each time the main test current passes through zero Test current can be applied to the contacts of the disconnector, after which a post-ignition voltage occurs at the contacts, so that the arc is re-ignited and the test conditions are as similar as possible to the operating conditions.
In known test devices, the additional test current and the post-ignition voltage are generated by discharging a large capacitor, the repeated use of this current and the post-ignition voltage in every half oscillation cycle of the main test current is made possible by repeated charging and discharging of the capacitor. Such an arrangement requires considerable charging power and equipment and increases the cost of the device considerably. The auxiliary circuit breaker, which is used to break the low voltage circuit for supplying the test current each time the high voltage occurs, also becomes more complicated.
It is the object of the present invention to provide an improved apparatus for testing electrical circuit breakers which comprises means for re-igniting the arc when the circuit breaker is opened.
The device according to the invention for testing electrical disconnectors is characterized by a first circuit for the supply of a large main test current at low voltage to the disconnector to be tested and an auxiliary disconnector for interrupting the main test current, a second circuit for the supply of a small additional test current, after which at the to be tested a post-ignition voltage occurs when the auxiliary circuit breaker is open, and means to give a post-ignition current pulse through the circuit breaker to be tested immediately before at least one passage of the main test current through zero when the main test current is interrupted, in order to change the polarity of the main test current very quickly.
The post-ignition current pulse is passed through the circuit breaker to be tested immediately before each of the successive passes of the main test current through zero during the interruption of the main test current before the last passage through zero in order to maintain the arc, and the small additional test current after which the main post-ignition voltage occurs is supplied by the second circuit on the last current passage through zero.
The means for delivering the post-ignition current pulses preferably have a capacitor, which can be connected in series with the circuit breaker to be tested, and means for discharging the capacitor.
In the accompanying drawing, a circuit of the device for testing electrical disconnectors is shown as an exemplary embodiment of the subject matter of the invention.
The test device of the circuit shown in the drawing comprises a first circuit for the supply of current, which contains a first voltage source V1 in series with a current limiting coil SC and an auxiliary circuit breaker ACB, which is used to supply a main test current at low voltage to a circuit breaker TCB to be tested .
The circuit breaker to be tested is such that opening the switch and breaking the arc takes longer than half an oscillation cycle. The device also has a second, voltage-generating circuit with a voltage source V which is connected in series with a switch S to a capacitor C2, and with a spark gap G1, an inductance L1 and a capacitor C1 which are connected in series with the capacitor C.
The capacitor C can be charged from the voltage source V2 via the switch S and discharged via the spark gap G1 into the inductance L5 and the capacitor C5 and via the disconnector TCB to be tested and a switch lt, so that the small additional test current results after to which, as described above, the post-ignition voltage occurs.
An auxiliary circuit breaker is provided on the circuit breaker TCB in every half oscillation cycle when the circuit breaker TCB is gradually opened. This auxiliary disconnector enables a post-ignition current pulse with a steep front and a long pulse tail, the pulse occurring just before the main test current passes through zero. The post-ignition current pulse is added to the main test current and causes the value of the test current to change rapidly from around 100 amps of one polarity to around 100 amps of the other polarity. Since the test current passes through the zero value very quickly in this way, the arc is not extinguished.
The auxiliary circuit comprises a capacitor C5, which is in series with an insulation spark gap G2 and a resistor R1, which can have a capacitor C6 connected in parallel if the disconnector to be tested has capacitors connected in parallel or has low resistances between its terminals, and also with a switched spark gap TG 1, means P1 for charging the capacitor G3 and a high-value resistor R5 in parallel with C3 and TG1. By switching G1, the capacitor C5 is discharged via G2 and R1 and supplies the post-ignition current pulse via ACB and TCB.
The limiting coil SC prevents the post-ignition pulse from going through the voltage source V1. It should be noted that the post-ignition pulse is generated by a voltage that can be much greater than the voltage of the main test current.
The auxiliary circuit can also include a self-induction L2 which is in series with TCB and is provided with a pulse shaping circuit which includes a capacitor C in series with a spark gap G3, a resistor R2, a controlled spark gap TG2, means P2 for charging the capacitor C4 and a high resistor R6 in parallel with C4 and TG2. When C4 is discharged by controlling TG2, a current pulse results through L and produces a current pulse with a sharp tip through TCB. The sharp-tipped current pulse can be used to amplify the current pulse from capacitor C5.
TG1 and TG2, which can be trigatrons, can be controlled by circuits that have two ferrite rings F1 and F2 around the electrical conductor carrying the test current and a second electrical conductor connected to the voltage source V1 via a high resistance R5 is. An electric current flows in the second conductor, which leads the test current by about 90 "and can have the required low value. The control electrodes of TG1 and TG2 are connected to the windings W1 and W2 around the ferrite rings F1 and F2.
The effects of the test current and the secondary current in the electrical conductors that lead through the rings F1 and F2 are added, and when the value of the test current approaches zero, the value of the secondary current is different from zero and for a moment when the value of the test current is about 100 Amp., the effects of the test current and the secondary current are equal and opposite. At this moment a pulse is generated in each of the windings W1 and W2, which switches TG1 and TG2. The time at which this pulse occurs can be selected by a suitable choice of the resistor R5.
A resistor R4 can be used as a shunt for a current measuring and display device, e.g. B. an oscilloscope can be used.
With a circuit such as the TG1 and TG2 specified above, the switching process can be triggered at the moment, just before the value of the test current goes through zero, so that the value is quickly passed through zero and the arc is prevented from going out. The switch I is opened before the post-ignition current pulse is emitted and is closed in the half oscillation cycle before the post-ignition voltage is applied to the circuit breaker to be tested. An additional relay circuit can be provided to determine when the control pulses are applied to TG1 and TG2, so that the post-ignition current pulses only need to be applied when they are really needed.
It is evident that the circuit described above generates a post-ignition current pulse to maintain the arc at the circuit breaker under test while the circuit breaker is gradually opened.