CH648672A5 - Method for the synthetic power and insulation testing of a circuit breaker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur syn- Fig. 3 eine Prüfschaltung zur ausschliesslichen Prüfung thetischen Leistungs- und Isolationsprüfung eines Leistungs- der Isolationsfestigkeit an einem Leistungsschalter gemäss schalters mit einer mit einem Isolationsmedium gefüllten me- 30 Fig. 1.

tallischen Kapselung. Gemäss Fig. 1 umfasst ein Leistungsschalter 1 eine Me-

Es ist bekannt, elektrische Leistungsschalter synthetisch tallkapselung 2. Mittels zweier isolierter Durchführungen 3 zu prüfen, d.h. ihnen einen Prüfstrom aus einer Hochstrom- sind die aktiven Teile, d.h. die Anschlüsse 4, in die ein Isola-quelle und eine Prüfspannung aus einer Hochspannungsquel- tionsmedium 7 enthaltende Kapselung 2 eingeführt. Ein solle in geeigneter Weise zuzuführen. Solche Prüfungen haben 35 cher Schalter als Ganzes wird generell als Pol bezeichnet. Für sich deswegen eingebürgert, weil die zu prüfenden Schaltlei- die Schaltung höherer Leistungen reicht ein Einkammer-Pol stungen die Möglichkeiten direkter Prüfkreise übersteigen. nicht aus. In Fig. 1 sind dementsprechend zwei Kammern 5a, Üblicherweise sind solche Leistungsschalter in einer metalli- 5b dargestellt, je mit einer gleichbezeichneten Schaltstrecke 5a sehen Kapselung angeordnet, welche ein Isolationsmedium, resp. 5b. Die beiden Kammern 5a und 5b - selbstverständlich beispielsweise SF6 enthält. Um nun die Isolationsfestigkeit 40 können auch nur eine oder aber mehr als zwei Kammern vor-des Isolationsmediums ebenfalls zu prüfen, d.h. zusätzlich zur gesehen sein - werden durch Antriebe 6a resp. 6b betätigt, Prüfung der Leistungsschaltung des eigentlich stromführen- welche generell als elektrisch mechanische Wandler E/m aus-den Aktivteiles des Schalters, ist es aus der CH-PS 592 314 be- gebildet sind. Üblicherweise können die einzelnen Kammern kannt, in der gleichen Prüfschaltung dem Leistungsschalter eines Pols durch einen einzigen Antrieb betätigt werden. Wird über einen Blockierschalter den Hochstrom zuzuführen und 45 ein elektrisches Signal Se, beispielsweise eine Spannung, an nach Öffnen der zu prüfenden Kammern, wie die einzelnen den Eingang der Antriebe 6a resp. 6b gelegt, so wird die ent-Schaltstrecken bezeichnet werden, über eine Hochspannungs- sprechende Kammer geschaltet. Da im Normalbetrieb übli-quelle, bei geöffnetem Blockierschalter, eine Hochspannung cherweise die Kapselung 2 geerdet ist, ist es üblich, als Stuersi-anzulegen. Gleichzeitig wird die metallische Kapselung, mit- gnale SE auf die Kapselung bezogene Potentiale zu verwen-tels einer weiteren Spannungsquelle, potentialmässig gegen- so den: Die Antriebe 6a resp. 6b sind üblicherweise galvanisch über den aktiven Schalterteilen angehoben, um so die genann- mit der Kapselung 2 verbunden. Diese Verbindung kann te Isolationsfestigkeit zu überprüfen. nicht ohne weiteres gelöst werden, so dass zum Anheben der

Bedingt durch die Tatsache, dass der eine Anschluss des Kapselung 2 auf ein vorgegebenes Potential, vor den Antrie-Schalters auf Erde geschaltet ist, ergibt sich zwischen diesem ben 6a resp. 6b Trennverstärker vorgesehen werden müssen. Anschluss und der Kapselung eine Belastung entsprechend 55 Es wird nun bei der Leistungsprüfung eines derartigen der Spannung der weiteren Spannungsquelle, wogegen sich Schalters, in üblicher Weise (Fig. 2) vorerst eine Hochstrom-zwischen dem anderen Anschluss und der Kapselung die Be- quelle 10 über einen Transformator 12 sowie einen Blockier-lastung aus der Überlagerung von Spannungen aus der Hoch- Schalter 14 zugeschaltet. Durch Öffnen der Kammern 5a resp. spannungsquelle und der weiteren Spannungsquelle ergibt. 5b mit Hilfe der Antriebe 6a resp. 6b, welche ihrerseits, wie Für die Prüfung der Isolationsfestigkeit beider Anschlüsse 60 schematisch dargestellt, von einer Steuerung 16 extern ange-sind zwei Prüfabläufe notwendig. steuert werden, werden die Kammern auf ihr Schaltvermögen

Um weiter die metallische Kapselung des Leistungsschal- geprüft, indem auf bekannte Art und Weise eine Hochspan-ters potentialmässig anheben zu können, ist es notwendig, nungsquelle 18 gebildet, durch eine steurbare Funkenstrecke letztere ungeerdet zu schalten, wodurch am Antrieb für die 20, über einen Schwingkreis aus einem Kondensator 22, ei-einzelnen Kammern relativ aufwendige Vorkehrungen getrof- 65 nem Widerstad 24 und einer Induktivität 26, auf den Lei-fen werden müssen, um letztere potentialmässig fliegend stungsschalter geschaltet wird, zur Überprüfung der Längs schalten zu können. Berücksichtigt man nun, dass bei der spannungsfestigkeit. Damit ist das Leistungsschaltverhalten Entwicklung von Leistungsschaltern wesentlich häufiger auf des Leistungsschalters geprüft. Diese Prüfung wird während

der Entwicklung eines Leistungsschalters des öftern vorgenommen. Da die Kapselung 2 dabei auf Erde geschaltet ist, ergibt sich ein relativ wenig aufwendiger Aufbau.

Zur Prüfung der Isolationsfestigkeit des in der Kapselung 2 enthaltenen Isoliermediums wird nun der Leistungsschalter 1 gemäss Fig. 3 mit geschlossenen Kammern 5a resp. 5b über Sicherheitsschalter 32 mit relativ geringer Spannungsfestigkeit, und einen Schwingkreis, gebildet aus der Induktivität 34 und dem parallel zum Leistungsschalter 1 gelegten Kondensator 36, an eine Hochstromquelle 30 geschaltet. Ein Abieiter 38 sowie eine dazu parallelgeschaltete Schutzbatterie aus Funkenstrecke 40, Kondensator 42 und Widerstand 44 sichern den Generator der Hochstromquelle 30 gegen schädliche Hochspannungsrückwirkungen, wenn die Metallkapselung 2 des Leistungsschalters potentialmässig angehoben wird und sich diese Spannung, beispielsweise bei Durchschlag der Durchführungsisolatoren 3 auf die Anschlüsse 4 des Leistungsschalters überträgt. Die Kammern 5a resp. 5b werden mit dem Kurzschlussstrom beaufschlagt und mit Hilfe der Antriebe 6a resp. 6b geöffnet. Mit einem Stossgenerator 46, gespiesen aus einer Spannungsquelle 48, wird über den aus Induktivität 50 und Kapazität 52 gebildeten Schwingkreis ein schwingender Schaltstoss an die Kapselung 2 gelegt, wobei Spannungsform und -Scheitelwert an die in Prüfempfehlungen geforderten Daten angepasst werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind der Stossgenerator 46 und die Hochspannungsquelle 30 einseitig geerdet, zusammen mit dem einen Anschluss 4 des zu prüfenden Leistungsschalters 1, so dass bei Auslösen des Stossgenerators 46, zwischen Kapselung 2 und geerdetem Schalteranschluss 4 die Schalstoss-Spannung Us liegt, während zwischen der Kapselung 2 und dem zweiten Leistungsschalteranschluss 4 die Überlagerungsspannung aus Schaltstoss-Spannung und momentan vorliegender Spannung, vom Hochstromgenerator 30 anliegt. Nun ist die Spannung des Hochstromgenerators 30, bedingt durch die nur relativ geringen Spannungsabfälle am Stromprüfnetzwerk 34,1 relativ gering und verglichen mit der an die Metallkapselung angelegten Stossspannung vernachlässigbar, derart, dass die 5 Abweichung zwischen den Beanspruchungen beider Leistungsschalteranschlüssen 4 mit Bezug auf die Kapselung 2 vernachlässigbar ist.

Da bei dieser Isolationsprüfung die Metallkapselung 2 nicht auf ein Bezugspotential geschaltet ist, müssen nun hier io die Antriebe 6a resp. 6b über galvanisch getrennte Übertrager 54 angesteuert werden.

Mit dem vorgeschlagenen Prüfschaltkreis gemäss Fig. 3 kann somit ein Leistungsschalter gemäss wirklichkeitsnahen Verhältnissen nach erfolgter Strombelastung auf die Isolais tionsfestigkeit zwischen aktiven Schalterteilen und der Metallkapselung geprüft werden, wobei a) kein Blockierschalter notwendig ist,

b) eine Hochstromquelle relativ geringer Leistung verwendet werden kann,

20 c) die Isolationsfestigkeit zwischen beiden Anschlüssen und der Kapselung gleichermassen in einem Prüfablauf getestet wird.

Durch die Verwendung dieser Prüfvorrichtung wird es 25 möglich, den Prüfkreis gemäss Fig. 2 für die herkömmliche Prüfung auf Leistungsschaltverhalten wesentlich einfacher auszubilden, welcher erfahrungsgemäss häufiger verwendet wird, als die Schaltung zur Prüfung der Isolationsfestigkeit. Die Einsparungen, die bei der Prüfung auf Leistungsschalt-30 verhalten erzielt werden, rechtfertigen bei weitem den separaten Aufbau einer zweiten Prüfschaltung gemäss Fig. 3, bei welcher nun keine Blockierschalter, eine relativ leistungsschwache Quelle, vorgesehen sind, jedoch eine galvanisch getrennte Kammeransteuerung vorgenommen werden muss.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. 648 672 2

   PATENTANSPRÜCHE das Leistungsschaltvermögen geprüft werden muss als auf die

   1. Verfahren zur synthetischen Leistungs- und Isolations- Isolationsfestigkeit des Isolationsmediums, so ist ersichtlich, prüfung eines Leistungsschalters mit einer mit einem Isola- dass der in solchen Prüfschaltungen getriebene, äusserst gros-tionsmedium gefüllten metallischen Kapselung (2), dadurch se Vorbereitungs- und Schaltungsaufwand für diejenige Teilgekennzeichnet, dass die synthetische Leistungsprüfung mit 5 prüfung, die wesentlich seltener erfolgen muss, schlecht ausgeerdeter metallischer Kapselung (2) des Leistungsschalters in genützt wird, und insbesondere auch die häufigere Teilprü-einer ersten synthetischen Prüfschaltung durchgeführt wird, fung auf Leistungsschaltverhalten unnötig kosten- und zeit-und dass die Isolationsfestigkeit des Leistungsschalters (1) aufwendig wird.

   mittels einer zweiten synthetischen Prüfschaltung nachgewie- Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, den obenge-

   sen wird, wobei ein Schalteranschluss (4) geerdet ist und zwi- i0 nannten Nachteil durch die im kennzeichnenden Teil von Ansehen diesem und der metallischen Kapselung (2) die Isola- spruch 1 angegebenen Merkmale zu beheben, tionsprüfspannung liegt. Dadurch wird es nun möglich, die erste aufwendige Prüf-
2. 2. Prüfschaltung zur Ausführung des Verfahrens nach An- Schaltung, bei welcher die einzelnen Kammern potentialmäs-spruch 1 zur Prüfung auf Isolationsfestigkeit dadurch gekenn- sig fliegend angesteuert werden müssen, da die metallische zeichnet, dass eine Hochstromquelle (30) an die Anschlüsse « Kapselung erdfrei zu betreiben ist, nur gerade dann bereitzu-(4) des Leistungsschalters (1) anschliessbar ist und eine Span- stellen, wenn Isolationsprüfungen vorgenommen werden nungsquelle zwischen Kapselung (2) und dem einen Schalter- müssen, die zweite, häufig verwendete Prüfschaltung ihrer-anschluss (4). seits aber ohne Sonderaufwand regelmässig bereitgestellt zu
3. 3. Prüfschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- halten.

   net, dass Schutzelemente (38,40,42,44) parallel über die 20 Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand Hochstromquelle (30) geschaltet sind, zur Verhinderung einer von Figuren erläutert.

   Rückwirkung der Isolationsprüfspannung zwischen Kapse- Es zeigen:

   lung (2) und Schalteranschluss (4) auf die Hochstrom- Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Zweikammer-Lei-

   quelle (30). stungsschalters mit Steuerorganen,

   25 Fig. 2 den prinzipiellen, üblichen Aufbau einer Prüfschal-tung für die synthetische Prüfung eines Leistungsschalters gemäss Fig. 1, auf Leistungsschaltvermögen,