CH421292A

CH421292A - Prüfanordnung zum Untersuchen des Verhaltens von Hochspannungs-Leistungsschaltern beim Unterbrechen kapazitiver Ströme

Info

Publication number: CH421292A
Application number: CH1099664A
Authority: CH
Inventors: Leber Rolf Ing Dr
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1963-09-02
Filing date: 1964-08-21
Publication date: 1966-09-30
Also published as: NL6410130A; GB1072982A; DE1293346B

Description

Prüfanordnung zum Untersuchen des Verhaltens von Hochspannungs
Leistungsschaltern beim Unterbrechen kapazitiver Ströme
Für Hochspannungsschaltanlagen gewinnt die Kenntnis über das Verhalten der Leistungsschalter beim Unterbrechen kapazitiver Ströme immer mehr an Bedeutung, so dass man sehr an Schalterkonstruktionen interessiert ist, die kapazitive Stromkreise, wie z. B. leerlaufende lange und kurze Freileitungen oder Kabel, Transformatorenbänke zur Blindstromkompensation, Saugkreisanlagen und Rundsteueranlagen rückzündungsfrei abschalten. In Versuchsfeldern ist das Prüfen der Leistungsschalter oft sehr schwierig, da eine ausreichende Anzahl von Kondensatoren oder erforderlichen langen Leitungen häufig nicht zur Verfügung steht.

Hinzu kommt, dass zur Erzeugung einer bestimmten Form der Wiederkehrspannung der innere Widerstand der Spannungsquelle entweder sehr klein oder in manchen Fällen auch einstellbar sein muss.

Es sind bereits Prüfanordnungen zum Untersuchen des Verhaltens von Hochspannungsleistungsschaltern beim Unterbrechen kapazitiver Ströme bekannt, bei denen in einer synthetischen Schaltung nach der Hochstrombeanspruchung der Prüfschaltstrecke und Abtrennung der Hochstromquelle vom Hochspannungskreis durch einen Hilfsschalter eine als Wiederkehrspannung wirkende hohe Spannung an die Prüfschaltstrecke gelegt wird. Die bekannten Prüfanordnungen verwenden einen Generator, der über einen Transformator entweder einen induktiv/ ohmschen oder einen kapazitiven Hochstromkreis speist und über einen anderen Transformator einen kapazitiven Hochspannungskreis.

Werden jedoch an Stelle von kapazitiven Strömen induktive oder ohmsche Ströme im Hochstromkreis unterbrochen, so ergeben sich im Gegensatz zur Unterbrechung von kapazitiven Strömen Abweichungen in der Stabilität des Lichtbogens, wodurch die Prüfung nicht mehr den Verhältnissen im Netzbetrieb entspricht. Werden ausserdem die Ströme, auch wenn sie kapazitiv sind, ausser in der Prüfschaltstrecke auch stets von dem ihr vorgeschalteten Hilfsschalter unterbrochen, so treten ebenfalls andere Löschbedingungen auf, als es im Netzbetrieb der Fall ist, wo nur ein Schalter den Strom unterbrechen muss.

Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, eine für kapazitive Abschaltungen netzgetreue Prüfbedingungen ergebende Prüfanordnung zu schaffen. Sie geht ebenfalls von einer synthetischen Schaltung aus, in der nach der Hochstrombeanspruchung der Prüfschaltstrecke und Abtrennung der Hochstromquelle vom Hochspannungskreis durch einen Hilfsschalter eine als Wiederkehrspannung wirkende hohe Spannung an die Prüfschaltstrecke legbar ist.

Erfindungsgemäss ist diese Prüfanordnung so geschaltet, dass dem Hochstrom kurz vor dessen Nullwerden aus einem Hochspannungsschwingkreis ein kapazitiver Strom von kleinerer Amplitude, aber höherer Frequenz als der des Hochstromes überlagert wird, der bei geöffnetem Hilfsschalter allein über die Prüfschaltstrecke fliesst und dass vor dem Nullwerden dieses Schwingstromes ein weiterer auf die Betriebsfrequenz abgestimmter Hochspannungsschwingkreis dem erstgenannten Hochspannungsschwingkreis zugeschaltet wird, wodurch unmittelbar nach dem Nullwerden des Schwingstromes die bei kapazitiven Abschaltungen charakteristischen Einschwingspannungsformen an der Prüfschaltstrecke auftreten.

Die Prüfanordnung macht zwar zunächst von einem hohen induktiven Strom Gebrauch, der die Prüfschaltstrecke vorbelastet, aber im entscheidenden Augenblick vor der Löschung des Lichtbogens fliesst über letztere ein kapazitiver Strom, an dessen Nullwerden sich unmittelbar die Hochspannung in der Form der bei kapazitiven Abschaltungen einschwingenden Wiederkehrspannung anschliesst. Damit werden gerade im Bereich des Stromnulldurchganges genau die Bedingungen erfüllt, wie sie im Netzbetrieb, z. B. bei der Abschaltung von Kondensatorbatterien, auftreten.

Die Erzeugung des überlagerten Schwing- oder Ausgleichstromes und der mannigfachen Formen der Einschwingspannung kann z. B. so erfolgen, dass der Hochspannungsschwingkreis einen mit Gleichspannung aufgeladenen Kondensator enthält, der kurz vor dem Nullwerden des Hochstromes über die Prüfschaltstrecke und Schwingkreiselemente einen anderen Kondensator auflädt, dessen Spannung dann an der Prüfschaltstrecke in der charakteristischen Form nach dem Nullwerden des überlagerten kapazitiven Stromes ansteht. Anstelle des Schwingkreiskonden sators kann auch eine Leitung, eine Leitungsnachbildung oder eine andere Ersatzschaltung treten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der in Fig. 1 ein Schaltschema der neuen Prüfanordnung und in Fig. 2 ein Stromspannungsdiagramm dargestellt ist.

Der Hochstromkreis I einer synthetischen Prüfschaltung enthält einen Generator G, einen als Draufschalter D bezeichneten Einschalter, eine Strombegrenzungsdrossel Lb sowie einen Transformator T, dessen Sekundärwicklung einen über einen Hilfsschalter H und eine Prüfschaltstrecke P geführten Hochstrom ik erzeugt. Der Hochspannungskreis II enthält einen mit Gleichspannung aufgeladenen Kondensator Cs, Schwingkreiselemente Re, Lg, Ce, einen Dämpfungswiderstand R1, einen Schwingkreiskondensator C1 und eine Funkenstrecke F1 mit einem Oberbrückungsschalter Si sowie die Prüfschaltstrecke P.

Die Funkenstrecke F1 sowie der Schalter Si werden über einen Stromwandler W1 und ein Steuergerät St1 kurz vor dem Nullwerden des Hochstromes ik gezündet bzw. eingeschaltet Über einen Stromwandler W2 und ein Steuergerät Sto wird kurz vor dem Nullwerden des überlagerten kapazitiven Schwingstromes is durch eine Funkenstrecke F2 eine Schwingdrossel Ls parallel zum Kondensator Cs geschaltet.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende:
Beim Schliessen des Draufschalters D fliesst über den Hilfsschalter H und die Prüfschaltstrecke P ein induktiver Strom ili. Kurz vor dessen Nullwerden bei Erreichen der Löschstellung bzw. der Ausschaltstellung der Schaltkontakte des Prüflings P wird die Funkenstrecke F1 gezündet. Dadurch lädt der Kondensator Cs über die Prüfschaltstrecke P und die Schwingkreiselemente Re, L1, Ce den Kondensator C1 mit dem Strom is auf.

Der Stromverlauf in der Prüfschaltstrecke P bei diesem Schaltvorgang ist in Fig. 2 näher dargestellt. 1k bezeichnet hierbei den induktiven Anteil des Hochstromes, dem im Augenblick tl über das Steuergerät Stt und die Funkenstrecke F1 der kapazitive Schwingstrom iS überlagert wird. Der Hochstrom erhält dadurch die Form ik + is.

Da der Strom i8 im Hilfsschalter H gegen den Strom ik fliesst, wird der Strom i1i in diesem Schalter vorzeitig unterbrochen, so dass die Prüfschaltstrecke P am Ende der Stromhalbwelle nur noch den Strom is führt. Über den Wandler W2 und das Steuergerät St2 wird kurz vor dem Nullwerden des Stromes is die Funkenstrecke F2 gezündet, so dass beim Nullwerden des Stromes is im Zeitpunkt t2 der mit der Betriebsfrequenz schwingende Kreis Cs, Le eingeschaltet ist.

Kurze Zeit nach dem Nullwerden des Stromes is hat der Schalter S1 die Funkenstrecke F1 überbrückt, wodurch, nach dem Abbau der Spannungen an den Drosseln L1 und L2, die Differenzspannungen zwischen den Kondensatoren C1, Ce bzw. Cs in der dargestellten charakteristischen Form für kapazitive Abschaltungen an der Prüfschaltstrecke einschwingen können.

Claims

PATENTANSPRUCH Prüfanordnung zum Untersuchen des Verhaltens von Hochspannungsleistungsschaltern beim Unterbrechen kapazitiver Ströme, bei der in einer synthetischen Schaltung nach der Hochstrombeanspruchung der Prüfschaltstrecke und Abtrennung der Hochstromquelle vom Hochspannungskreis durch einen Hilfsschalter eine als Wiederkehrspannung wirkende hohe Spannung an die Prüfschaltstrecke legbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hochstrom kurz vor dessen Nullwerden aus einem Hochspannungsschwingkreis ein kapazitiver Strom von kleiner Amplitude, aber höherer Frequenz als der des Hochstromes überlagert wird, der bei geöffnetem Hilfsschalter allein über die Prüfschaltstrecke fliesst,

und dass vor dem Nullwerden dieses Schwingstromes ein weiterer auf die Betriebsfrequenz abgestimmter Hochspannungsschwingkreis zudem erstgenannten Hochspannungsschwingkreis zugeschaltet wird, wodurch unmittelbar nach dem Nullwerden des Schwingstromes die bei kapazitiven Abschaltungen charakteristischen Einschwingspannungsformen an der Prüfschaltstrecke auftreten.

UN,ERANSPRÜCHE 1. Prüfanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochspannungsschwingkreis zum Nachbilden der überlagerten Ausgleichsspannung einen mit Gleichspannung aufladbaren Kondensator (Cs) enthält, der kurz vor dem Nullwerden des Hochstromes über die Prüfschaltstrecke und Spannungskreiselemente einen weiteren Kondensator (cit) auflädt.

2. Prüf anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kondensator (C1) eine Leitung ist.

3. Prüfanordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kondensator (C1) eine Leitungsnachbildung ist.

4. Prüfanordnung nach Patentanspruch und einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladekondensator (C) mit einer über eine Funkenstrecke (F2) kurz vor dem Nullwerden des kapazitiven Stromes zuschaltbaren Schwingdrossel (L > ) den auf die Betriebsfrequenz abgestimmten Hochspannungsschwingkreis bildet.