Schaltungsanordnung zum Prüfen des Ausschaltvermögens von Hochspannungs-Wechselstromschaltern Der Patentanspruch des Hauptpatents betrifft eine Schaltungsanordnung zur Prüfung des Ausschaltver mögens von Hochspannungs-Wechselstromschaltern, mit einer Hochstromquelle, die den Prüfling über einen ersten Hilfsschalter mit dem erforderlichen betriebs frequenten Strom beansprucht, und mit einer Hochspan nungsquelle erhöhter Frequenz, die nach dem öffnen des Prüflings kurz vor dem letzten Nulldurchgang des betriebsfrequenten Stromes zugeschaltet wird, um den letzten Teil der Strombeanspruchung und daran pausen los anschliessend ,den ersten Teil der Spannungsbean spruchung zu erzeugen,
wobei eine zweite Hoch spannungsquelle mit einem mit dieser parallel liegenden zweiten Hochspannungsquelle mit einem mit dieser parallel liegenden zweiten Hilfsschalter vorgesehen ist, die nach dem letzten Nulldurchgang- des betriebs- frequenten Stromes zugeschaltet wird, um die Span nungsbeanspruchung des Prüflings durch eine über lagerung der Spannungen der beiden Hochspannungs quellen zu erhöhen, wobei zur Erzielung einer einfachen Steuerung und eines guten Betriebsverhaltens in Reihe mit .der zweiten Hochspannungsquelle eine gesteuerte Funkenstrecke und parallel zu dem zweiten Hilfsschalter ein Kondensator liegt.
Dadurch wird der Spannung, die in der Stromüberlagerungsschaltung zur Beanspruchung des Prüflings dient, in einfacher Weise eine weitere Spannung überlagert. die zweite Spannungsüberlagerung wird zweckmässig spannungsabhängig gesteuert.
Ziel der Erfindung ist eine Weiterbildung der Schal tungsanordnung nach dem Patentanspruch des Haupt patents, durch die eine stromabhängige Zuschaltung auch für die Spannung möglich wird, die der Spannungs komponente der Stromüberlagerungsschaltung überla gert wird. Gemäss der Erfindung wird dies durch die Parallel schaltung eines Kondensators und einer weiteren gesteu erten Funkenstrecke erreicht, welche Parallelschaltung mit der zweiten Hochspannungsquelle in Reihe geschal tet isst, wobei diese weitere Funkenstrecke nach dem Ansprechen der erstgenannten gesteuerten Funken strecke im Bereich des Nulldurchganges des durch dieses Ansprechen ausgelösten Schwingstromes gezündet wird.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der beieliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei ist in Fig. 1 in einem Schaltbild die mit Stromüberlagerung arbeitende Prüfschaltungsanordnung und in Fig. 2 für den Prüfling und in Fig. 3 für den Hilfsschalter in Diagrammen der Verlauf von ;Strom und Spannung über der Zeit in der Nähe des enthaltenden Stromnulldurchganges darge stellt.
In Fig. 1 ist der Hochstromkreis mit etwas stärkeren Linien gezeichnet. Zu ihm gehört .die von einem Genera tor G gebildete Hochstromquelle, die über eine Indukti vität L und einen Hilfsschalter Sb1 den Prüfling S, mit dem gewünschten Strom beansprucht. Der Prüfling SP ist ein Hochspannungs-Hochleistungsschalter für bei spielsweise 380 kV, 40 MVA mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel. Parallel zu .der Reihenschaltung des Hilfsschalters Shl und des Prüflings S, liegt die Reihen schaltung aus einem Kondensator C und einem ohm- ,schen Widerstand R die für den gewünschten Verlauf von Strom und Spannung im Hochstromkreis sorgen.
Der Hochspannungskreis umfasst den Kondensator Chl als Hochspannungsquelle und die Induktivität Lhl, die in Reihe mit der Funkenstrecke F1 den Kondensator Chl mit dem Prüfling S, verbindet. Parallel zum Prüfling Sp liegt im Hochspannungskreis die Reihenschaltung eines Kondensators Cl und eines ohmschen Wider standes R1, die eine Einstellung .der von der Hoch spannungsquelle Cb1 gelieferten Schwingspannung gestat ten.
Die Werte der vorgenannten Element der Prüf schaltungsanordnung sind so gewählt, dass die Hoch spannungsquelle Ch1 beim Zünden der Funkenstrecke F1, das mit einem stromabhängigen Steuergerät St1 vor dem letzten Nulldurchgang des Hochstromes vorgenom men wird; einen Strom höherer Frequenz liefert, der sich dem Strom im Hochstromkreis kurz vor dem Nulldurch gang so überlagert, dass .der Strom im Prüfling .Sp mit der richtigen Steilheit im richtigen Zeitpunkt Null wird.
In Reihe mit der Hochspannungsquelle Ch1 ist ein Schalter Sb2 angeordnet, dem ein Kondensator Cb2 parallel geschaltet ist. Der Kondensator gehört zu einem zweiten Hochspannungskreis, der einen Kondensator Ch2 als zweite Hochspannungsquelle und eine Induktivität Lh2 sowie einen z. B. zu dieser parallel liegenden ohmschen Widerstand R2 zur Einstellung der Kenn werte der Spannung und eine zweite Funkenstrecke F2 umfasst. In Reihe mit der zweiten Hochspannungsquelle Ch2 liegt die Parallelschaltung aus einem Kondensator Ch2 und einer Funkenstrecke F,. Die Funkenstrecke F2 wird von einem Steuergerät St2 gezündet, das stromab hängig vom Stromwandler SW angeregt wird.
Eine Prüfung des Ausschaltvermögens des Prüflings Sp ver läuft demnach folgendermassen: Zunächst wird der Prüfling Sp über die gewünschte Zeitdauer mit dem vom Generator G gelieferten Hoch strom beansprucht. Dieser Strom ist in Fig. 2 mit ik bezeichnet. Kurz vor den Nulldurchgang an den sich die Spannungsbeanspruchung durch .die wiederkehrende Spannung anschliessen soll, schaltet das Steuergerät St, im Zeitpunkt t1 über die Funkenstrecke F1 den ersten Hochspannungskreis zu.
Dieser liefert einen höher frequenten Schwingstrom i91, der über den zunächst geschlossenen Schalter Sb2 zum Prüfling Sp fliesst. Dadurch ergibt sich im Prüfling Sp eine Überlagerung der Ströme ik, und i91, die die gewünschte Steilheit des Stromes ip durch den Prüfling sichert. Im Zeitbereich der Schwingstromüberlagerung erhält der Schalter Sb2 sein Ausschaltkommando, so dass er noch vor dem Nulldurchgang des Schwingstromes löschbereit ist.
Kurz vor dem Nulldurchgang des Schwingstromes i91 wird über das Steuergerät St2 die Funkenstrecke F2 gezündet.Dadurch stellt sich ein Schwingstrom i92 über den Schalter Sb2 ein, der gleichsinnig mit dem Schwing strom i91 der Hochspannungsquelle C1,1 verläuft. Die dadurch verlängerte Leitfähigkeit des Hilfsschalters Sb2 sorgt dafür, dass der Prüfling Sp in gewünschtem Masse mit d er vollen Hochspannung der Hochspannungsquelle Ch1 beaufschlagt ist.
Das Zünden der Funkenstrecke F2 führt dazu, dass der ursprünglich als zweite Hochspannungsquelle allein geladene Kondensator Ch2 seine Ladung auf den Kon densator C'h2 überträgt. Am Ende dieses Vorganges wird die Funkenstrecke F, stromabhängig gezündet. Nun mehr lädt die nahezu unveränderte Spannung der Hochspannungsquelle Ch2 den Kondensator Cb2 auf. An diesem entsteht eine Spannung mit der richtigen Polari tät, so dass der Prüfling Sp durch die Summe der Spannung Uh1 und Uh2 beansprucht wird.
Der gegenüber der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent zusätzliche Kondensator C'h2 erfordert kei nen grossen Aufwand, da er gegenüber der Hoch spannungsquelle Ch2 nur klein zu sein braucht. Die stromabhängige Steuerung der Funkenstrecke F, kann vom Steuergerät St2 bewirkt werden, wobei lediglich eine Verzögerung um die Zeit einer Periode des Schwing stromes i92 erforderlich ist. Die Funkenstrecke F, kann aber spannungsabhängig gesteuert werden.
Circuit arrangement for testing the breaking capacity of high-voltage AC switches The claim of the main patent relates to a circuit arrangement for testing the switching capacity of high-voltage AC switches, with a high-current source that claims the DUT via a first auxiliary switch with the required operating-frequency current, and with a high-voltage source increased frequency, which is switched on after opening the test object shortly before the last zero crossing of the operating-frequency current in order to generate the last part of the current load and then pause to generate the first part of the voltage load,
A second high-voltage source is provided with a second high-voltage source in parallel with it and with a second auxiliary switch in parallel with it, which is switched on after the last zero crossing of the operating-frequency current to reduce the stress on the test object by superimposing the voltages to increase the two high-voltage sources, in order to achieve simple control and good operating behavior in series with .der second high-voltage source, a controlled spark gap and parallel to the second auxiliary switch, a capacitor.
As a result, a further voltage is superimposed in a simple manner on the voltage that is used in the current superimposition circuit to stress the test object. the second voltage superposition is expediently controlled as a function of the voltage.
The aim of the invention is a further development of the circuit arrangement according to the claim of the main patent, through which a current-dependent connection is also possible for the voltage that is superimposed on the voltage component of the current superposition circuit. According to the invention, this is achieved by connecting a capacitor and another controlled spark gap in parallel, which is connected in parallel with the second high-voltage source in series, with this additional spark gap after the first-mentioned controlled spark has responded in the area of the zero crossing of the through this Response triggered oscillating current is ignited.
To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described below with reference to the accompanying drawings. In Fig. 1 the test circuit arrangement working with current superimposition is shown in a circuit diagram and in Fig. 2 for the test object and in Fig. 3 for the auxiliary switch in diagrams the course of; current and voltage over time in the vicinity of the current zero crossing it contains .
In Fig. 1, the high-current circuit is drawn with somewhat thicker lines. To it belongs .die high current source formed by a generator G, which claims the test object S via an inductance L and an auxiliary switch Sb1 with the desired current. The test item SP is a high-voltage high-performance switch for, for example, 380 kV, 40 MVA with sulfur hexafluoride as the extinguishing agent. In parallel with the series connection of the auxiliary switch Shl and the test item S, there is a series connection of a capacitor C and an ohmic resistor R which ensure the desired course of current and voltage in the high-current circuit.
The high-voltage circuit includes the capacitor Chl as a high-voltage source and the inductance Lhl, which connects the capacitor Chl to the test object S in series with the spark gap F1. The series connection of a capacitor Cl and an ohmic resistor R1, which permit setting of the oscillation voltage supplied by the high voltage source Cb1, is located in the high voltage circuit parallel to the test object Sp.
The values of the aforementioned element of the test circuit arrangement are chosen so that the high voltage source Ch1 when the spark gap F1 is ignited, which is made with a current-dependent control unit St1 before the last zero crossing of the high current; supplies a current of higher frequency, which is superimposed on the current in the high-current circuit shortly before the zero crossing in such a way that .the current in the test object .Sp with the correct slope becomes zero at the correct time.
A switch Sb2, to which a capacitor Cb2 is connected in parallel, is arranged in series with the high-voltage source Ch1. The capacitor belongs to a second high voltage circuit, which has a capacitor Ch2 as a second high voltage source and an inductor Lh2 and a z. B. to this parallel ohmic resistor R2 for setting the characteristic values of the voltage and a second spark gap F2 includes. In series with the second high voltage source Ch2 is the parallel connection of a capacitor Ch2 and a spark gap F 1. The spark gap F2 is ignited by a control unit St2, which is excited downstream from the current transformer SW.
A test of the breaking capacity of the test specimen Sp ver therefore proceeds as follows: First, the test specimen Sp is subjected to the high current supplied by the generator G for the desired period of time. This current is denoted by ik in FIG. Shortly before the zero crossing to which the voltage stress is to be connected by the recurring voltage, the control device St switches on the first high-voltage circuit at time t1 via the spark gap F1.
This delivers a higher-frequency oscillating current i91, which flows to the test object Sp via the switch Sb2, which is initially closed. This results in a superimposition of the currents ik and i91 in the test object Sp, which ensures the desired steepness of the current ip through the test object. In the time range of the oscillating current superposition, the switch Sb2 receives its switch-off command so that it is ready to be extinguished before the oscillating current crosses zero.
Shortly before the zero crossing of the oscillating current i91, the spark gap F2 is ignited via the control unit St2. This results in an oscillating current i92 via the switch Sb2, which runs in the same direction as the oscillating current i91 of the high-voltage source C1,1. The resulting increased conductivity of the auxiliary switch Sb2 ensures that the test object Sp is acted upon to the desired extent with the full high voltage of the high voltage source Ch1.
The ignition of the spark gap F2 leads to the capacitor Ch2, originally charged alone as the second high-voltage source, transferring its charge to the capacitor C'h2. At the end of this process, the spark gap F, is ignited depending on the current. Now the almost unchanged voltage of the high voltage source Ch2 charges the capacitor Cb2. A voltage with the correct polarity arises at this so that the test object Sp is stressed by the sum of the voltage Uh1 and Uh2.
The additional capacitor C'h2 compared to the circuit arrangement according to the main patent requires no great effort, since it only needs to be small compared to the high-voltage source Ch2. The current-dependent control of the spark gap F can be effected by the control unit St2, only a delay by the time of one period of the oscillating current i92 is required. The spark gap F, can, however, be controlled depending on the voltage.