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- Kombinierter Sicherheits- und Draufschalter für Schalterprüfanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten Sicherheits- und Draufschalter
in Prüfanlagen für Wechselstrom-Hochspannungsschalter. In derartigen Anlagen ist
es die Aufgabe des Draufschalters, den hohen Prüfstrom in einem ganz bestimmten
Augenblick, zumeist im Spannungsmaximum bzw. im Stromnulldurchgang, einzuschalten,
und der Sicherbeitsschalter dient dazu, den Strom nach ein bis zwei Halbwellen wieder
auszuschalten, damit bei einem Versagen des Prüfschalters das Weiterfiießen des
starken Prüfstromes verhindert und eine Beschädigung der Prüfanlage bzw. des Prüfschalters
vermieden wird.
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Bisher hat man für diese beiden Funktionen zwei getrennte und hierfür
besonders ausgebildete Schalter verwendet. Namentlich verlangt die Draufschaltung
des Prüfstromes im Spannungsmaximum sehr genau arbeitende Steuerungselemente, da
anderenfalls bei einer nicht synchronen Draufschaltung der Prüfstrom eine unerwünschte
Gleichstromkomponente erhält.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, wie diese Schalter durch eine einzige
einfache Einrichtung ersetzt werden können. Erfindungsgemäß dient als Sicherheits-und
Draufschalter zugleich eine an sich bekannte Schaltfunkenstrecke mit gesteuerter
Einleitung eines Lichtbogens und Lichtbogenleitelektroden mit annähernd gleichbleibender
Überschlagsweite und von solcher Länge, daß der an ihnen entlanggleitende Lichtbogen
unter der Einwirkung eines seine Fortbewegung erzielenden Mittels nach der vorbestimmten
Zeit am Ende der Leitschienen angelangt ist und hier gelöscht wird. Die Schaltfunkenstrecke
erfüllt somit bei der Zündung die Aufgabe des Draufschalters und mit der Löschung
des Lichtbogens am Ende der Leitschienen die Aufgabe des Sicherheitsschalters. Ähnliche
Schaltfunkenstrecken sind bereits für die Einschaltung von Lichtreklamen bekannt,
doch handelt es sich hier nur um die Ein- und Ausschaltung von sehr schwachen Strömen
für Leuchtröhren zu nicht sehr genau festliegenden Zeitpunkten im Gegensatz zu der
Schaltfunkenstrecke nach der Erfindung, die Ströme von mehreren 1000 A zu schalten
hat.
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Um der letztgenannten Aufgabe zu genügen, wird die Schaltfunkenstrecke
zweckmäßig mit einer Druckluftbeblasung in der Weise versehen, daß der Lichtbogen
an der Zündstelle nur schwach, an der Löschstelle dagegen stark geblasen wird. Die
Druckluftbeblasung unterstützt auch die dynamische Wirkung des Lichtbogens, an den
Leitschienen der Funkenstrecke entlangzugleiten.
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Es sind auch schon Schalterprüfanlagen bekannt, bei denen ein zwischen
zwei hörnerartigen IIilfseldftroden einer Schaltfunkenstrecke gezogener Lichtbogen
durch einen Luftstrom mit einem Fußpunkt auf eine Haupt-
elektrode geblasen wird,
wodurch der starke Priifstrom über den nachgeschalteten Prüfling fließen kann. Der
Lichtbogen der Hilfszündung wird hierbei durch den Überschlag eines schwächeren
Stromes zwischen den Schaltkontakten des Prüflings während des Einschaltvorganges,
bei dem letzterer in einem Nebenschlußstromkreis liegt, hervorgerufen. Dadurch wirkt
der Prüfschalter zugleich als Hilfsschalter für den Einschaltvorgang, während die
Schaltfunkenstrecke den eigentlichen Draufschalter für den starken Prüfstrom bildet.
Als Sicherheitsschalter zur Unterbrechung des Prüfstromes nach einer vorausbestimmten
Anzahl von Stromhaibwellen kann diese Schaltfunkenstrecke jedoch nicht dienen, da
sie keine Leitschienen an den Elektroden für den Prüfstrom aufweist. Der Prüfstrom
kann daher bei einem Versagen des Prüfschalters nur durch den Luftstrom zwischen
den Elektroden der Schaltfunkenstrecke in einem geeigneten Augenblick unterbrochen
werden. Aus diesem Grunde ist die Beblasungsvorrichtung des Lichtbogens auch ähnlich
wie bei Druckgasschaltern aufgebaut. Wenn auch der Sicherheits- und Draufschaiter
nach der Erfindung ebenfalls von einer dem Druckgasschalterbau angepaßten Blasvorrichtung
Gebracfr macht, so hat er doch gegenüber der bekannten Schaltfunkenstrecke den Vorteil,
daß er von dem Prüfschalter und einem besonderen Nebenschluß stromkreis völlig unabhängig
ist und stets synchron ein- und ausschaltet. Der Prüfvorgang kann dadurch bei schon
vorher geschlossenem Prüfschalter beginnen, und die Dauer einer Ausschaltprüfung
und die von dieser Dauer abhängigen elektrischen und mechanischen Beanspruchungen
der gesamten Prüfanlage werden wesentlich herabgesetzt.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen
Nach Abb. 1 besteht die Schaltfunkenstrecke
aus zwei in ein Gehäuse
1 eingelassenen Leitschienen 2 und 3 aus MetalI. Die Leitschienen tragen an ihrem
unteren Ende zwei kugelförmige Elek troden 4 und 5, zwischen denen der Lichtbogen
gezündet wird. Zur Herstellung der Zündleistung und Steuerung des Zündeinsatzes
ist eine Hilfszündung vorgesehen, die z. B. aus einer unterhalb der Kugel 4 angeordneten
Hilfselektrode 6 oder einer innerhalb der Kugel 5 isoliert angeordneten Hilfselektrode
7 bestehen kann. Die Hilfselektroden 6 und 7 können dabei an einem Impulstransformator
8 angeschlossen sein, dem der Zündimpuls nach Maßgabe einer Steuer größe zugeleitet
wird. An die Stelle von Hilfselektroden können auch Glühdrähte treten.
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Der zwischen der Hilfselektrode 6 und der Kugel 4 gezündete Hilfslichtbogen
verursacht eine Vorionisierung der Luftstrecke zwischen den Kugeln 4 und 5, so daß
diese Strecke von der an ihr liegenden Hochspannung durchschlagen wird. Dabei wirkt
es sich auf die Zündung des Lichtbogens günstig aus, wenn der Lichtbogen von der
Hilfselektrode 6, wie es durch die Pfeile 9 und 10 angeordnet ist, zur Kugel 4 hingeblasen
wird. An den Enden der Schienen 2 und 3 oben sind weitere Eintrittsöffnungen 11
für die Blasluft vorgesehen, die eine starke Beblasung zur schnellen Löschung des
Lichtbogens ermöglichen.
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Abb. 2 der Zeichnung zeigt ein Schaltschema, bei dem ein Prüfschalter
Sp in Reihe mit zwei anderen Schaltern Si und Sd an einer Hochstromquelle G liegt,
die gleichzeitig eine genügend hohe Spannung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Transformators, abzugeben vermag. Der Stromkreis wird, nachdem die Schalter
Si und Sp geschlossen sind, durch den Draufschalter Sd geschlossen. Der Schalter
Si dient als Sicherheitsschalter, um für den Fall, daß es nicht gelingt, den Lichtbogen
am Schalter Sp zu löschen, den Stromkreis zu unterbrechen und damit den Generator
G vor einer Beschädigung zu bewahren. Beide Schalter St und Sd können erfindungsgemäß
durch eine der in der Abb. 1, 3 und 4 dargestellten Vorrichtungen ersetzt werden,
indem die Funktion des Schalters Sd von der gesteuerten Einleitung des Lichtbogens
an den Elektroden und die Funktion des Schalters Si von der Löschstelle an den Enden
der Leitschienen übernommen wird. Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich also
die bekannten Prüfanordnungen für die Schalterprüfung bedeutend vereinfachen.
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Anstatt, wie in Abb. 1, die Leitschienen in einem Gehäuse anzuordnen,
kann die Vorrichtung auch so ausgebildet sein, daß eine der Leitelektroden 2 ein
Gehäuse bildet, wie es in Abb. 3 dargestellt ist. In diesem Falle ist die eine Elektrode
2 konzentrisch um eine Mittelelektrode angeordnet, wobei wieder Lufteintrittsöffnungen
12 und 13 vorgesehen sind und gleichzeitig die Offnung 12 eine Hilfselektrode 6
auf-
nimmt. Zur wirkungsvollen Bebiasung des Lichtbogens wird dieAustrittsöffnung
des Gehäuses zweckmäßig als Düse ausgebildet, so daß sich an dieser Löschstelle
ein intensiver Blasstrom ergibt. DieLänge der Leitschienen wird wieder der Zeit,
die der Lichtbogen brennen soll, angepaßt.
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Abb. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schaltfunkenstrecke.
In diesem Falle ist die mittlere Elektrode 3 als Hohlstift ausgebildet, wobei durch
sie ein zusätzlicher Blasstrom zugeführt wird. Man kann der Luft noch einen Drall
erteilen und auch die äußere Elektrode selbst als Wendel ausführen, um die Löschung
und die Dauer des Lichtbogens zu beeinflussen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Kombinierter Sicherheits- und Draufschalter für
Schalterprüfanlagen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sich bekannten
Schaltfunkenstrecke mit gesteuerter Einleitung eines Lichtbogens und Lichtbogenleitelektroden
mit annähernd gleichbleibender Überschlagsweite und von solcher Länge, daß der an
ihnen entlanggleitende Lichtbogen unter der Einwirkung eines seine Fortbewegung
erzielenden Mittels nach der vorbestimmten Zeit am Ende der Leitschienen angelangt
ist und hier gelöscht wird.