CH634153A5 - Synthetische pruefanordnung zur pruefung des einschaltvermoegens eines hochspannungs-apparates. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine synthetische Prüfanordnung zur Prüfung des Einschaltvermögens eines Hochspannungsapparates, insbesondere Schalters, mit Hilfe einer Hochstromquelle in einem Hochstromkreis sowie einer Hochspannungsquelle in einem Hochspannungskreis.

Seit längerer Zeit werden bekanntlich bei der IEC-Prüf-methoden für Einschaltprüfungen bei voller Spannung erwogen. Da sich bei solchen Methoden jedoch die direkten Prüffeldleistungen als nicht ausreichend erweisen, müssen derartige Prüfungen mit Hilfe von sogenannten Zweikreisschaltungen, das heisst mittels eines Hochspannungskreises sowie eines Hochstromkreises, vorgenommen werden. Die Hochstromquelle besteht hierbei aus einem Hochstromgenerator. Als Hochspannungsquelle kann entweder eine Kondensatorbatterie oder ein Prüftransformator verwendet werden, wie dies beispielsweise aus der Fachzeitschrift Elektrie, Jahrgang 31 (1977), den Seiten 321 bis 324 bekannt ist. Bei beiden vorgenannten Ausführungen übernimmt eine Funkenstrecke die Funktion eines notwendigen Trennelementes zwischen dem Hochspannungskreis einerseits und dem Hochstromkreis anderseits. Erst nachdem der zu prüfende Schalter vorgezündet hat, soll diese Funkenstrecke möglichst verzögerungsfrei zum Ansprechen gebracht werden, so dass der zu prüfende Schalter mit dem richtigen Einschaltstrom beaufschlagt wird. Die Funkenstrecke dient hierbei als schnelles Schaltelement.

Die Zündung einer solchen Funkenstrecke kann beispielsweise derart erfolgen, wie in der DE-AS 1516 094 beschrieben ist. Bei dieser Prüfanordnung ist dem zu zündenden Hilfsschalter eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren und einer Hilfsfunkenstrecke mit einer im Vergleich zur Kapazität dieser Kondensatoren kleinen Eigenkapazität parallelgeschaltet, wobei die beiden Kondensatoren auf eine gleichgrosse aber entgegengesetzt gerichtete Gleichspannung aufgeladen werden, die zur Zündung der Hilfsfunkenstrecke sowie des zu zündenden Hilfsschalters ausreicht.

Weiter ist es aus der DE-OS 2 113 798 bekannt, einen Lichtbogen zwischen den Kontakten eines Hochspannungslei-stungsschalters durch eine Sprengladung, die einen Strom ionisierten Gases zwischen die Kontakte treibt, kurzzeitig wieder-zuzünden, wobei zumindest ein oder beide Kontakte bzw. Elektroden einer solchen Funkenstrecke ionisiert werden.

Die vorbeschriebenen Massnahmen sind nun bei einer als schnelles Schaltelement dienenden Funkenstrecke bei einer synthetischen Prüfanordnung unerlässlich, weil die Spannung über der Funkenstrecke nach dem Vorzünden des zu prüfenden Schalters nur noch die Summe aus der Spannung des Hochstromkreises und der Lichtbogenspannung des zu prüfenden Schalters beträgt, in jedem Fall demnach im allgemeinen wesentlich kleiner als die Spannung des Hochspannungskreises ist.

Bei synthetischen Prüfanordnungen der vorbeschriebenen Ausführungen erweist es sich nun als äusserst schwierig, Funkenstrecken zu realisieren, die einerseits die erforderliche Ansprechgenauigkeit aufweisen und anderseits in der Lage sind, den Kurzschlussstrom bzw. Einschaltprüfstrom während einer bestimmen Zeit zu führen. Ausserdem müssen solche Funkenstrecken nach dem Ansprechen geshuntet werden, um sie nicht unnötig lange mit dem Einschaltprüfstrom zu belasten. Hierfür ist wiederum ein Hochspannungsschalter mit einer entsprechenden Isolation erforderlich. Darüber hinaus ist die Steuerung des Prüfablaufes aufwendig und die Prüfanordnung wird durch die vorgenannten notwendigen Anordnungselemente relativ kompliziert.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die bekannten synthetischen Prüfanordnungen erheblich zu vereinfachen, indem vor allem jegliche als schnelles Schaltelement dienende Funkenstrecke bzw. Hilfsfunkenstrecke der vorbeschriebenen Art mit den damit verbundenen Nachteilen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Kennzeichnung des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung gemäss Anspruch 1 erzielten Vorteile bestehen in einer besonderen Vereinfachung der synthetischen Prüfanordnung hinsichtlich wenigstens eines Teiles der Anordnungselemente aber auch hinsichtlich deren Steuerung. Insbesondere erübrigt die Erfindung weitere Hilfseinrichtungen wie Hilfsschalter zum Shunten der bisher als schnelles Schaltelement dienenden Funkenstrecke, abgesehen davon, dass die für Einschaltprüfungen erforderlichen Funkenstrecken nicht ohne weiteres auf dem Markt bezogen werden können und deshalb Eigenentwicklungen mit den damit verbundenen Versuchen erfordern.

Besonders vorteilhaft ist es, die Prüfanordnung gemäss den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 auszuführen, um dadurch eine möglichst einfache Steuerung des den Hochstromkreis auf den zu prüfenden Hochspannungsleistungsschalter aufschaltenden Schalters mit Sprengantrieb zu erreichen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung der Prüfanordnung nach den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4 von besonderem Vorteil, weil es sich bei dem für die Aufschaltung des Hochstromkreises auf den zu prüfenden Schalter erforderlichen Kurzschliesser mit Sprengantrieb um ein auf dem Markt erhältliches Produkt handelt, das im Zuge seiner auch anderwärtigen Verwendung einer ständigen Weiterentwicklung unterworfen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen die

Fig. 1 und 2 zur besseren Verdeutlichung der Erfindung bekannte Prüfanordnungen, wobei in Fig. 1 die Hochspannungsquelle aus einer Kondensatorbatterie und in Fig. 2 aus einem Prüftransformator besteht,

Fig. 3 eine Prüfanordnung gemäss der Erfindung.

In Fig. 1 besteht der Hochstromkreis aus einem Hochstromgenerator 11, der über einen Sicherheitsschalter 12 auf einen Transformator 13 arbeitet. Im Sekundärkreis dieses Transformators 13 liegt der Prüfling 14, insbesondere Schalter, in Reihe mit einer Funkenstrecke 15, der ein Hilfsschalter 16 parallelgeschaltet ist. Eine Auslösevorrichtung für die Funkenstrecke 15 ist mit 17 bezeichnet. Zum Schutz des Hochstromgenerators 11 sowie des Transformators 13 vor unzulässigen Hochspannungen ist in Serie zur Funkenstrecke 15 dem Transformator 13

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eine Serienschaltung aus einem Kondensator 18 und einem sind mit 5 benannt. Zum Schutz des Hochstromgenerators 11

Widerstand 19 parallelgeschaltet. Gleichzeitig Hegt der Prüf- sowie des Transformators 13 vor unzulässig hohen Spannun-

ling 14 im Hochspannungskreis, der eine Kondensatorbatterie gen ist dem Transformator 13 eine Schutzbatterie bestehend bestehend aus einem Kondensator 20 in Serie mit einer Indukti- aus einer Serienschaltung aus einer Schutzfunkenstrecke 6,

vität 21 enthält, welch letzteren Anordnungselementen eine 5 einem Widerstand 7 und einem Kondensator 8 parallelgeschal-

Serienschaltung aus einem Widerstand 22 und einem Konden- tet.

sator 23 parallelgeschaltet ist. Die Spannung des Hochspan- Das Schaltgerät 2 ist nun derart ausgebildet, dass es im offe-nungskreises ist hierbei durch den Spannungspfeil U2 und die nen Zustand eine hinreichende Isolation zwischen dem Hoch-Spannung des Hochstromkreises durch den Spannungspfeil ui spannungskreis und dem Hochstromkreis gewährleistet, im symbolisch angedeutet, wobei m wesentlich grösser als ui ist. io geschlossenen Zustand den Kurzschlussstrom bzw. Einschalt-Die Erdung ist mit 24 bezeichnet. ström genügend lange ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie einen Im Zuge der Einschaltbewegung des Prüflings 14 erfolgt Shunt, führen kann und ausserdem die erwünschte Aufschal-zwischen den sich schliessenden Schaltstücken ein Durch- tung des Hochstromkreises auf den zu prüfenden Hochspanschlag, wodurch u.a. die Auslösevorrichtung 17 aktiviert wird, nungsleistungsschalter in der notwendigen sowie hinreichend die wiederum die Funkenstrecke 15 auslöst, so dass der is kurzen Zeit ermöglicht.

dadurch eingeschaltete Hochstromkreis auf den Prüfling 14 Das Schaltgerät 2 kann insbesondere aus einem Kurz-

aufgeschaltet wird. Die Funkenstrecke 15 wirkt dabei in schliesser mit Sprengantrieb bestehen, wobei der Sprengan-

bekannter Weise als schnelles Schaltelement, der zur Vermei- trieb im Gegensatz zur Ausführung nach DE-OS 2113 798

dung eines zu grossen Abrandes zufolge einer zu grossen Bela- nicht zur Erzeugung eines elektrisch leitenden Gasstrahles zur stung zur Shuntung ein Hilfsschalter 16 parallelgeschaltet wer- 20 Ionisierung einer Funkenstrecke, sondern zur plötzlichen den muss. Erzeugung eines Gasvolumens mit hohem Druck dient, der das

In Fig. 2 sind die den Anordnungselementen der Fig. 1 ent- bewegliche Schaltstück des Schutzerders in hinreichend kurzer sprechenden Elemente gleich wie in Fig. 1 positioniert. Die Zeit in dessen eingeschaltete Stellung treibt, so dass Schliess-

bekannte Prüfanordnung nach Fig. 2 weist anstatt einer Kon- zeiten des Kurzschliessers 2 von weniger als 1 ms erreicht wer-

densatorbatterie einen als Hochspannungsquelle dienenden 25 den. Dies ist weiter dadurch realisierbar, indem der Kurz-

Prüftransformator 25 auf. Auch bei dieser Prüfanordnung ist schliesser 2 in einem mit Isoliergas, vorzugsweise Schwefelhe-

eine Funkenstrecke 15 vorgesehen, die im nichteingeschalteten xafluorid (SFe), gefüllten und abgeschlossenen Gehäuse

Zustand den Hochstromkreis vom Hochspannungskreis angeordnet ist, wodurch die Isolierstrecke des Kurzschliessers getrennt hält. 2 bei entsprechendem Gasdruck sehr klein gehalten werden

Im Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 sind die 30 kann.

den Fig. 1 und 2 entsprechenden Anordnungselemente wieder Bei laufendem Hochstromgenerator 11 sowie geschlossegleich wie in den letztgenannten Figuren bezeichnet. Der Prüf- nem Sicherheitsschalter 12 erfolgt zwischen den sich schlies-ling, insbesondere ein Hochspannungsleistungsschalter, ist mit senden Schaltstücken des im Hochspannungskreis angeordne-1 benannt. Anstelle der Funkenstrecke 15 und des Hilfsschal- ten Pfüflings 1 eine Durchzündung. Dadurch wird in weiterer ters 16 ist ein besonders schnellschaltendes Schaltgerät 2 vor- 35 Folge der Sprengantrieb 3 durch die Spannungsquelle 4 über gesehen, dessen Sprengantrieb mit der Position 3 bezeichnet die elektrischen Leiter 5 gezündet und somit der Kurzschlies-ist. Eine in den Hochspannungskreis geschaltete Spannungs- ser 2 und dadurch der Hochstromkreis über den zu prüfenden quelle, insbesondere in der Form eines Widerstandes oder Schalter 1 geschlossen. Entscheidend ist hiebei, dass die Zeit einer Spule, für die Zündung der Spreng- bzw. Gaspatronen des zwischen dem Vorzünden des Schalters bzw. Prüflings 1 und Sprengantriebes 3 weist die Position 4 auf. Die den Sprengan- 40 dem Aufschalten des Hochstromes auf den Prüfling 1 so klein trieb 3 mit dem Widerstand 4 verbindenden elektrischen Leiter als möglich ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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1. Synthetische Prüfanordnung zur Prüfung des Einschaltvermögens eines Hochspannungsapparates, insbesondere Schalters, mit Hilfe einer Hochstromquelle in einem Hochstromkreis sowie einer Hochspannungsquelle in einem Hochspannungskreis, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschalten des Hochstromkreises auf den im Hochspannungskreis angeordneten Prüfling (1) im Hochstromkreis ein Schalter (2) mit einem Sprengantrieb (3) vorgesehen ist.

2. Synthetische Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengantrieb (3) für die Zündung seiner Sprengpatronen mit einer in den Hochspannungskreis geschalteten Spannungsquelle (4) mittels elektrischer Leiter (5) verbunden ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Synthetische Prüfanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (4) aus einem Widerstand oder einer Spule besteht.

4. Synthetische Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (2) mit dem Sprengantieb (3) aus einem Kurzschliesser besteht.