DE1001763B

DE1001763B - Verfahren und Anordnung zur Fortzuendung eines Lichtbogens bei in Pruefanordnungen mit getrennten Energiequellen zu pruefenden Stromunterbrechern

Info

Publication number: DE1001763B
Application number: DEL18824A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Josef Biermanns; Dipl-Ing Ernst Slamecka
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-05-13
Filing date: 1954-05-13
Publication date: 1957-01-31

Description

Verfahren und Anordnung zur Fortzündung eines Lichtbogens bei in Prüfanordnungen mit getrennten Energiequellen zu prüfenden Stromunterbrechern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fortzündung eines Lichtbogens bei Stromunterbrechern, insbesondere Hochspannungsleistungsschaltern, in einer Prüfanordnung mit getrennten Energiequellen für den Hochstrom und die Hochspannung, bei dem die Wiederkehrspannung im Hochstromkreis zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens zwischen den Schaltkontakten verwendet wird.
Da die Spannung der Hochstromquelle zu niedrig ist, um beim Ausschaltvorgang den Lichtbogen zwischen den Schaltkontakten über mehrere Halbwellen aufrechtzuerhalten, bis nach Erreichen der günstigsten Löschstellung oder der Endstellung der Schaltkontakte die Hochspannung an diese angelegt werden kann, sind besondere Maßnahmen für die Fortzündung des Lichtbogens notwendig. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, hierzu die Hochspannungsquelle heranzuziehen, die während der Stromnulldurchgänge, von der Wiederkehrspannung im Hochstromkreis gesteuert, Überschläge zwischen den Schaltkontakten einleitet, durch die der Hochstrom mitgerissen wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Hochspannungsquelle schon vor der eigentlichen Spannungsprüfiung belastet wird, wodurch die Gefahr besteht, daß die Prüfspannung im erforderlichen Augenblick nicht mehr genügend hoch ist und somit die Prüfung des Schalters unter falschen Bedingungen erfolgt.
Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, bei dem die Hochspannungsquelle nicht zur Fortzündung des Lichtbogens verwendet wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Wiederkehrspannung im Hochstromkreis von solcher Steilheit gewählt wird, daß sie die Spannungsfestigkeit der Unterbrechungsstrecke überwiegt und daß vor dem Augenblick der eigentlichen Spannungsprüfung mit der Hochspannungsquelle die Steilheit der Wiederkehrspannung gesteuert bis zur Unterbrechung der Fortzündung des Lichtbogens herabgesetzt wird. Der Stromunterbrecher kann dabei mit den für ihn vorgesehenen Lichtbogenlöschmitteln, wie Druckgas oder 01, betrieben werden.
Geht man von der Aufgabe aus, von vornherein einen Stehlichtbogen zwischen den Kontakten, z. B. eines Wechselstrnmleistungsschalters zu erzeugen, der erst in der Endstellung dieser Kontakte zt m Erlöschen kommen soll, dann wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß dem Stromkreis des Schalters ein mit einem steuerbaren Schaltelement, z. B. einer gesteuerten Funkenstrecke, in Reihe liegender Kondensator parallel geschaltet ist, der im gewünschten Augenblick der Lichthogenlöschung über das Schaltelement an die Spannung des Str>lnkreises gelegt wird. Der Kondensator bewirkt durch seine Aufladung eine starke Absenkung der Steilheit der Wiederkehrspannung an den Kontakten des Schalters, so daß der Lichtbogen nicht mehr neu zünden kann.
Die Wirkungsweise des Verfahrens gemäß der Erfindung ist an Hand der Abb. 1 bis 3 erläutert.
Die Abb. 1 zeigt verschiedene Phasen der Ausschaltbewegung der schematisch dargestellten Schaltkontakte eines Wechselstromleistungsschalters. Entsprechend den einzelnen Abständen dZ bis d3 zwischen den Schaltkontakten sind in Abb. 2 die zugehörigen Spannungsfestigkeiten auf der Ordinate U in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. In dieses Diagramm ist ferner die Wiederkehrspannung Uw eingetragen, die so hoch gewählt ist, daß sie bei allen Abständen, auch bei dem der Endstellung entsprechenden Abstand d3, eine Wiederzündung des Lichtbogens hervorruft.
Um nun in oder kurz vor der Endstellung d8 die Löschung des Lichtbogens zu bewirken, ist gemäß Abb. 3 in- dem Hochstromkreis einer Schalterprüfanlage, die aus dem Hochstromgenerator 1, einem Transformator 2, dem Prüfschalter 3 und einem Hilfsschalter 4 besteht, ein Kondensator 5 über eine Funkenstrecke 6 zuschaltbar vorgesehen. An den Schalter 3 wird nach Erlöschen des Lichtbogens eine Prüfspannung Pr, Sp gelegt, die aus einem nicht weiter dargestellten Hochspannungsschwingkreis entnommen wird. Damit die Hochspannung nicht in den Transformator 2 und den Generator 1 gelangen kann, ist ein I-Xilfsschalter 4 vorgesehen.
Der über die gesteuerte Funkenstrecke 6 an die Spannung des Hr:hstromkreises gelegte Kondenstator 5 bewirkt, daß die beim Erlöschen des Lichtbogens auftretende Wiederkehrspannung U,v' aus diesem Stromkreis in ihrer Steilheit so stark herabgesetzt wird, daß es zu keiner Wiederzündung des Lichtbogens durch den Kurzschlußstrom kommt.
Anstatt einen Stehlichtbogen zwischen den Kontakten des Stromunterbrechers von vornherein aufrechtzuerhalten, kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch so abgewandelt werden, daß durch eine steile Wiederkehrspannung der Lichtbogen nach seinem vorzeitigen Löschen so lange wiedergezündet wird, bis er im gewünschten Augenblick erlischt.
Hierzu eignet sich eine Anordnung, bei der parallel zum Stromunterbrecher ein Transformator liegt, dessen Sekundärwicklung die hohe Wiederkehrspannung erzeugt, die nach einem vorzeitigen Erlöschen des Lichtbogens diesen neu zündet, die jedoch im gewünschten Augenblick der Lichtbogenlöschung durch einen - z. B. über eine gesteuerte Funkenstrecke -eingeschalteten Nebenschluß unwirksam gemacht wird.
In Abb. 4 ist ein Schaltschema einer Prüfanlage mit einem solchen Transformator für die gewollte Neuzündung des Lichtbogens und eine Schaltvorrichtung für die gewollte Löschung des Lichtbogens dargestellt. Älit 1 ist wieder der Stromgenerator und mit 2 der Hochstromtransformator bezeichnet. 3 und 4 stellen den Prüf- bzw. Hilfsschalter dar. Der Transformator 7 liefert die hohe Wiederkehrspannung, die über einen Strombegrenzungswiderstand 8 und eine Funkenstrecke 9 einen hohen Spannungsstoß an die Kontakte der Schalter 3 und 4 legt, so daß diese bei einem vorzeitigen Erlöschen des Lichtbogens infolge der zunächst kleinen treibenden Spannung im Hochstromkreis wieder neu durchzünden.
Abb. 5 zeigt ein entsprechendes Stromdiagramm des Kurzschluß stromes tkJ dessen Lichtbogenspannung mit ssL bezeichnet ist. Es wird angenommen, daß der Lichtbogen bis zur dritten Stromhalbwelle brennt.
Durch die Wiederkehrspannung Uw2 wird am Ende der dritten Stromhalbwelle eine Wiederzündung des Lichtbogens bewirkt.
Wie aus Abb. 6 hervorgeht, ist die Wiederkehrspannung Uw2 der Sekundärwicklung des Transformators 7 im Gegensatz zu der Wiederkehrspannung Uw l der Primärwicklung dieses Transformators so steil in ihrem Anstieg, daß sie die Zündspannung der Funkenstrecke 9 überwindet und damit nicht nur diese Funkenstrecke zündet, sondern auch die Schaltstrecken des Schalters 3 und 4, deren Spannungsfestigkeit U3 4 kleiner ist als die Zündspannung U; der Funkenstrecke 9. Zur Energieerhöhung der gewollten Zünidung an dem Stromunterbrecher wird der Sekun,därwicklung des Transformators zweckmäßig ein Kondensator 10 parallel geschaltet.
Soll nach der fünften durchgezündeten Stromhalbwelle der Lichtbogen über die Schalter 3 und 4 zum Erlöschen kommen, so wird etwa im Bereich a der fünften Stromhalbwelle ein Steuerimpuls auf die zweite gesteuerte Funkenstrecke 11 gegeben, wodurch die Sekundärwicklung des Transformators über den Widerstand 8 an Erde gelegt wird, so daß die Wiederkehrspannung in diesem Augenblick unwirksam gemacht ist. Kurz vor dem Erlöschen des Kurzschlußstromes ik kann dann in an sich bekannter Weise ein aus dem Prüfspannungsstromkreis entnommener Strom iS an den Prüfschalter 3 gelegt werden, bei dessen Durchnullgehen die Prüfspannung PrSp an den Kontakten des Schalters anliegt. Damit ist der gewünschte Prüfvorgang eingeleitet.

Claims

PATENTANSPRÜcHE: 1. Verfahren zur Fortzündung eines Lichtbogens bei Stromunterbrechern, insbesondere Hochspannungsleistungsschaltern, in einer Prüfanordnung mit getrennten Energiequellen für den Hoclistrom und die Hochspannung, bei dem die Wiederkehrspannung im Hochstromkreis zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens zwischen den Schaltkontakten verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederkehrspannung von solcher Steilheit gewählt wird, daß sie die Spannungs festigkeit der Unterbrechungsstrecke überwiegt und daß vor dem Augenblick der eigentlichen SpannungsprüÜing mit der Hochspannungsquelle die Steilheit der Wiederkehrspannung im Hochstromkreis gesteuert bis zur Unterbrechung der Fortzündung des Lichtbogens herabgesetzt wird.
2. Anordnung zur Durdiführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stromkreis des Stromunterbrechers ein mit einem steuerbaren Schaltelement, z.B. einer gesteuerten Funkenstrecke, in Reihe liegender Kondensator (5) parallel geschaltet ist, der im gewünschten Augenblick der Lichtbogenlöschung über das Schaltelement an die Spannung des Stromkreises gelegt wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Stromunterbrecher ein Transformator (7) liegt, dessen Sekundärwickl,ung zur Erzeugung einer hohen Wiederkehrspannung dient, die bei einem vorzeitigen Erlöschen des Lichtbogens diesen neu zündet, jedoch im gewünschten Augenblick der Lichtbogenlöschung durch einen über eine gesteuerte Funkenstrecke (11) eingeschalteten Nebenschluß unwirksam gemacht wird.
4. Ariordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieerhöhung der gewollten Zündung an dem Stromunterbrecher der Sekundärwicklung des Transformators ein Kondensator (10) parallel geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 685 288, 685 289, 666 002.