DE1094844B - Hochspannungstrennschalter mit Lufttrennstrecke - Google Patents

Description

liehe Schaltstück ohne metallische Berührung an Lichtbogenschaltstücken vorbeigeführt wird, zu denen ein von leer laufenden Leitungen auftraten. Es besteht daher 25 Lichtbogen überspringt. Der Abstand zwischen den ein Bedürfnis für Hilfsmittel, mit denen solche Über- durch den Lichtbogen zu verbindenden Schaltstücken Spannungen unterdrückt werden können. wird so gewählt, daß die Wirkungsweise des Schalters

Es ist bereits angegeben worden, bei einem Trenn- auch durch starke Vereisung nicht beeinträchtigt werden schalter einen Widerstand vorzusehen, der Überspannun- kann. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, die Mindestgen vermeiden soll, wenn der Trennschalter versehentlich 30 abstände zwischen dem beweglichen Schaltstück und unter Last geschaltet wird. Der Widerstand soll etwa den einzelnen Teilwiderständen abzustufen, und zwar 50 bis 100 Ohm betragen, damit der Strom bis auf einen in dem Sinn, daß mit steigenden Widerstandswerten des für unschädlich gehaltenen Wert verringert wird. Eine in den Stromkreis eingefügten Widerstandes größere derartige Begrenzung des Stromes durch einen Wider- Lichtbogenlängen auftreten. Außerdem können die stand erscheint aber überhaupt nur bei verhältnismäßig 35 feststehenden Lichtbogenschaltstücke, über die die Teilkleinen Spannungen möglich. widerstände durch kurze Lichtbögen in den Stromkreis Im Gegensatz dazu wird für Hochspannungstrenn- eingeschaltet werden, zugleich zur Steuerung der Spanschalter mit einer Lufttrennstrecke und einem Wider- nungsverteilung längs des Widerstandes dienen, stand, der beim Ausschalten in den Stromkreis eingefügt Es sind ferner Leistungsschalter bekannt, bei denen wird, vorgeschlagen, den Widerstand R auf das 1- bis 40 Widerstände beim Ausschalten nacheinander in den 5fache des Wellenwiderstandes Z₀ der mit dem Schalter Stromkreis eingefügt werden. Dadurch soll der Widerverbundenen Leitung zu bemessen. Dadurch können, wie standswert des durch den Schalter unterbrochenen durch Versuche festgestellt wurde, die oben angegebenen Stromkreises vergrößert werden, damit sich ein kleinerer Überspannungen auch bei Hochspannungsschaltanlagen Strom ergibt, der leichter abgeschaltet werden kann, hoher und höchster Spannungen vermieden werden. Der 45 Auf eine Verringerung des abzuschaltenden Stromes Widerstand beträgt vorzugsweise das 3fache des Wellen- kommt es aber bei der Erfindung nicht an, da die abwiderstandes. Ferner ist es vorteilhaft, den Widerstand zuschaltenden Ströme leer laufender Leitungen ohnehin in an sich bekannter Weise aus Teilwiderständen auf- nur sehr klein sind. Andererseits sind die bekannten zubauen, die beim Ausschalten nacheinander in den Schalter mit Widerständen zur Verringerung des Stromes Stromkreis eingefügt werden. Dadurch wird der Wert 50 nicht in der Lage, überspannungsfrei leer laufende des in Reihe mit dem abzuschaltenden Stromkreis Leitungen zu schalten. Ferner werden bereits bei den liegenden Widerstandes stufenweise vergrößert. bekannten Schaltern die zur Verringerung des Stromes Das Einschalten des Widerstandes bzw. der Teilwider- dienenden Widerstände ohne metallische Berührung stände erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß das beweg- durch einen Lichtbogen eingeschaltet. Dies geschieht

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aber nur zu dem Zweck, das Einfügen des Widerstandes Linien 19, 20 und 21 dargestellt ist. Die Lichtbogenin möglichst vielen kleinen Stufen oder sogar stufenlos schaltstücke 16 bis 18 sind als Ganzes derart gerundet vorzunehmen. Bei der Erfindung soll dagegen durch den ausgebildet, daß sich keine Koronaerscheinungen aus-Abstand zwischen den Lichtbogenschaltstücken und dem bilden können, die Radiostörungen verursachen. Durch beweglichen Schaltstück des Trennmessers eine Störung 5 die Kapazitäten zwischen den Lichtbogenschaltstücken der Schaltbewegung durch Eisansatz an den Schalt- wird ferner die Spannung gleichmäßig auf die Widerstücken vermieden werden. Standsanordnung aufgeteilt. Die Lichtbogenschaltstücke

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die 16 bis 18 könnten auch anders als kugelförmig ausgefolgende Beschreibung im Zusammenhang mit den bildet sein und dennoch für die Spannungssteuerung Zeichnungen, in denen i° ausreichende Kapazitäten besitzen.

Fig. 1 in einer Seitenansicht zum Teil in vereinfachter Beim Ausschalten bewirkt die Isolierstoffstange 9 eine Darstellung einen Lufttrennschalter gemäß den Grund- Bewegung des beweglichen Schaltmessers 7 im Uhrsätzen der Erfindung zeigt, und zwar in einer Zwischen- zeigersinn. Dabei verläßt das Messer zunächst das feststellung der Ausschaltbewegung; stehende Schaltstück 11. Zwischen den Schaltstücken 10

Fig. 2 zeigt in der üblichen einpoligen Darstellung 15 und 11 wird ein Lichtbogen gezogen. Wenn das bewegliche

einen Teil eines dreiphasigen Kraftstromnetzes für Schaltstück 10 in die Nähe des Lichtbogenschaltstückes 16

60 Hz; gelangt ist, wie in der Stellung la des Messers gezeichnet

Fig. 3 ist ein einphasiges Schaltbild, bei dem die mit ist, springt das untere Ende des Lichtbogens zum Licht-

einem Trennschalter zusammenwirkenden Geräte dar- bogenschaltstück 16, so daß der Lichtbogen die mit 19

gestellt sind; ao bezeichnete Stellung einnimmt.

Fig. 4 ist ein Diagramm der Ströme und Spannungen, Die fortgesetzte Ausschaltbewegung des Schalt-

die im Stromkreis der Fig. 3 auftreten; Stückes 10 längs eines bogenförmigen Weges 24 veranlaßt

Fig. 5 zeigt den Stromkreis nach Fig. 3, wobei der den Lichtbogen 19, sich nach oben in die Stellung 20 zu

Trennschalter eine Zwischenlage der Ausschaltbewegung bewegen. Dadurch wird ein weiterer Teilwiderstand 15

erreicht hat und einen Lichtbogen zwischen den nur 25 der Widerstandsanordnung 14 in den Stromkreis ein-

etwas voneinander entfernten Kontakten brennt; geschaltet. Die weitere Öffnungsbewegung des Trenn-

Fig. 6 zeigt den Strom und die Spannungen im Strom- messers 7 ergibt eine entsprechende weitere bogen-

kreis nach Fig. 5; förmige Bewegung des Schaltstückes 10 am äußeren

Fig. 7 zeigt den Stromkreis, wie er auch in den Fig. 3 Ende des Messers, so daß der Lichtbogen 20 in die

und 5 dargestellt ist, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt 30 Lage 21 kommt. In dieser Stellung ist die ganze Wider-

des Ausschaltvorganges, wobei die Schaltstücke weiter Standsanordnung 14 in den Stromkreis eingefügt. Bei

voneinander entfernt sind; einer fortgesetzten Ausschaltbewegung des Messers 7

Fig. 8 zeigt den Strom und Spannungswerte für den wird der Lichtbogen 21 verlängert, bis er erlischt. Das

Stromkreis nach Fig. 7; Schaltmesser 7 wird dabei weiter angehoben, bis es die

Fig. 9 zeigt eine Übertragungsleitung in ihrer Grund- 35 Endstellung der Ausschaltbewegung erreicht, die bei 23

form als Reihenschaltung unendlich kleiner Teilinduktivi- angedeutet ist.
täten und Erdkapazitäten; Es ist das Wesen der Erfindung, daß die Widerstands-

Fig. 10 zeigt an einer Leiterschleife das Verhalten des anordnung 14 so bemessen ist, daß Uberspannungswellen

Stromkreises nach Fig. 9 beim Auftreten einer Über- der Einschwingspannung beim Ausschalten und Ein-

spannungswelle; 40 schalten des Trennschalters 1 verhindert werden. Zum

Fig. 11 bis 13 zeigen Spannungen und Ströme an besseren Verständnis des Überspannungsproblems, das

bestimmten Stellen des Stromkreises nach Fig. 9 gemäß beim Einschalten oder Ausschalten von Hochspannungs-

der Wanderwellentheorie; leitungen z. B. in einer Schaltanlage auftritt, wird im

Fig. 14 zeigt einen Stromkreis, bei dem ein Trenn- folgenden eine theoretische Betrachtung angestellt,
schalter mit einem Widerstand ausgerüstet ist, der beim 45 Durch die erfindungsgemäße Bemessung des Wider-

Ausschalten in den Stromkreis eingefügt wird; Standes wird erreicht, daß die Wirkungsweise eines

Fig. 15 zeigt den Spannungssprung e_s als Vielfaches Trennschalters so verbessert wird, daß beim Ausschalten

der Netzspannung in Abhängigkeit vom Quotienten * ^odf Einschalten des Schalters in einem Hochspannung*-

^{r b b b} ** Z₀ netz mit einer normalen Wechselspannung keine Ein-

In der Fig. 1 ist mit 1 als Ganzes ein Lufttrennschalter 50 Schwingspannungen auftreten, die andere Geräte gebezeichnet. Der Schalter besitzt einen Grundrahmen 2 fährden könnten. Um die Wirkungsweise der elektrischen und zwei Stützisolatoren 3, 4. Der Isolator 3 trägt einen Bemessung des Widerstandes darzulegen, ist es not-Leitungsanschluß 5, an dem eine Leitung 6 angeschlossen wendig, im einzelnen einige Wirkungen aufzuzeigen, die werden kann. Das Anschlußstück 5 trägt außerdem ein beim Betrieb von Trennschaltern auftreten. Diese gelenkig gelagertes bewegliches Schaltmesser 7. Bei 8 ist 55 Wirkungen sind zum Teil bekannt, zum Teil wurden sie mit dem Schaltmesser eine Isolierstoffstange 9 verbunden, aber bisher noch nicht erkannt,
die durch einen geeigneten Antrieb betätigt wird. Fig. 2 zeigt in einer üblichen einpoligen Darstellung

Das äußere Ende 10 des Schaltmessers 7 wirkt in der einen Teil eines dreiphasigen Leitungssystems für 60 Hz.

Einschaltstellung mit dem feststehenden gabelförmigen Die Generatoren 26 speisen über die Transformatoren 27

Schaltstück 11 zusammen, das am oberen Ende des 60 und von dort über Trennschalter 28, Leistungsschalter 29,

Isolators 4 befestigt ist. Trennschalter 30 auf eine Sammelschiene 31 ein. Mit der

Eine Leitung 12 ist mit dem Leiterstück 13 am fest- Sammelschiene 31 sind über Leitungen 32 Trennschalter33 stehenden Schaltstück 11 angebracht. Oberhalb des verbunden. Mit Hilfe von Leitungen 34 wird die Energie Leiters 12 befindet sich eine feststehende Widerstands- über Trennschalter 35 und Leistungsschalter 36 in Überanordnung, die als Ganzes mit 14 bezeichnet ist. Sie 65 tragungsleitungen 37 eingespeist. Die Übertragungsbesteht aus Teilwiderständen 15. Die Teilwiderstände leitungen 37 führen die Energie an entfernt liegende sind, wie dargestellt ist, mit kugelförmigen Lichtbogen- Stellen, wo sie über nicht dargestellte Transformatoren schaltstücken 16, 17 und 18 verbunden. Beim Aus- zu geeigneten niedrigen Spannungen abgenommen wird, schalten springt der Lichtbogen nacheinander zu diesen Die Spannungen auf den Übertragungsleitungen 37 Lichtbogenschaltstücken, wie durch die gestrichelten 70 mögen z. B. 345 kV verkettete Spannung betragen.

Im normalen ausgelasteten Betrieb sind alle Trennschalter 28, 30, 33, 35 und die Leistungsschalter 29, 36 eingeschaltet. Gelegentlich müssen jedoch zur Durchführung von Unterhaltungsarbeiten oder zur Überprüfung von Verbindungen (insbesondere in komplizierten Schaltungen) einzelne Teile des Leitungssystems abgetrennt und. später wieder zugeschaltet werden. Dies soll zur Erläuterung an der Verbindungsleitung 34 zwischen den Trennschaltern 33,35 gezeigt werden. Um diese Leitung34

In Fig. 8 ist eine Rückzündung dargestellt, die aber sofort wieder erlischt. Diese beschriebenen Vorgänge mit einer Frequenz von 60 Hz sind bekannt. Weitere Einzelheiten darüber können der Literatur entnommen werden.

Im vorstehenden wurde nicht versucht, den Stromstoß i?₂ zu beschreiben, der bei der kurzzeitigen Rückzündung auftritt. Auch auf die wirkliche Form und Größe der Spannung e₂ wurde nicht näher eingegangen, wie sie sich in der Nähe des Zeitpunktes T₂ ergibt. Auch diese

auszuschalten, wird zuerst der Leitungsschalter 36 ge- ίο Dinge sind bekannt. Sie werden im folgenden nur kurz

öffnet. Dadurch wird die Leitung 34 von dem Strom erörtert.

entlastet, der normalerweise in die Übertragungsleitung 37 In Fig. 9 ist die Leitung 34 in ihrer Elementarform als fließt. Dann kann der Trennschalter 33 ausgeschaltet Reihenschaltung unendlich kleiner Teilinduktivitäten Δί werden, so daß die Leitung 34 vom Hochspannungsnetz dargestellt, die über unendlich kleine Kapazitäten Ac mit abgetrennt wird. Man kann auch zuerst den Trenn- 15 Erde verbunden sind. Die Stromquelle ist als eine Batterie schalter 35 öffnen und danach den Trennschalter 33. gezeichnet, deren Innenwiderstand Null ist. (Die Strom-Von dieser Möglichkeit wird vielfach Gebrauch gemacht. quelle muß nicht notwendigerweise keinen oder einen Der Einfachheit halber soll angenommen werden, daß geringen Innenwiderstand haben. Diese Annahme wurde der Trennschalter 35 ausgeschaltet wurde und daß der nur der Einfachheit halber getroffen.) Die Spannung der Trennschalter 33 dann ausgeschaltet wird. Beim Aus- 20 Batterie ist +E. Die Leitung 34 möge, wie dargestellt, schalten des Trennschalters 33 ergeben sich Einschwing- zunächst die Spannung —E aufweisen, wie dies den Beströme und -spannungen. Die Einschwingvorgänge ent- dingungen zum Zeitpunkt T₂ in Fig. 8 entspricht. Die halten Komponenten, die sich sowohl mit Netzfrequenz sinusförmige Spannungsänderung der Stromquelle wird (60 Hz) und auch höheren Frequenzen abspielen. Um im folgenden vernachlässigt, da diese Änderung so langbestimmte Wirkungen besser zu zeigen, werden diese 25 sam erfolgt, daß sie keinen Einfluß hat.
einzelnen Komponenten getrennt betrachtet. Entsprechend der bekannten Theorie wirkt der Leiter34 Fig. 3 ist ein einphasiges Schaltbild, das bis auf die zunächst so wie ein ohmscher Widerstand mit dem WiderElemente vereinfacht ist, die für die Vorgänge mit einer standswert Z₀ = j/f/ίΓ = ]/r/c · Infolgedessen entspricht Frequenz von 60 Hz wesentlich sind. Wenn der Trenn- das Verhalten des Stromkreises beim Überbrücken des schalter 33 eingeschaltet ist, fließt ein Strom mit 60 Hz 30 Schalters 33 durch eine Rückzündung genau dem des in infolge der Kapazität C der Leitung 34 gegen Erde. In Fig. 10 dargestellten Stromkreises. Dies bedeutet, daß der Praxis kann dieser Strom bis 10 Ampere betragen,
obwohl für gewöhnlich bei Leitungen innerhalb der

ZE

ein Strom von der Größe -=— auftritt und daß die Span-

Schaltanlage Ströme von etwa ^x/a Ampere auftreten. nung des Punktes α gegen Erde von —Sauf +E praktisch

Dieser Strom eilt der Spannung um 90° vor, wie in Fig. 4 35 momentan wechselt.

dargestellt ist. Von besonderem Interesse ist, daß der Stoßstrom i_m

In der Fig. 5, in der der Stromkreis der Fig. 3 etwas 2 E , .. r-ij-vu -7 -,/ -,/

vereinfacht dargestellt ist, ist der Trennschalter 33 etwas = ~z^ ^{bei konstantem E ledl}S^{llch von Z}o = ML/C = ]/ lic

geöffnet, so daß ein kurzer Lichtbogen zwischen dem abhängt und damit unabhängig von der Länge der

beweglichen Trennmesser und dem feststehenden Schalt- 40 Leitung a—b nach Fig. 9 ist. Dies steht im Gegensatz

stück gezogen ist. Dadurch ergibt sich eine kaum wahr- zu dem 60-Hz-Ladestrom, der in den Fig. 3 und 4 dar-

nehmbare Verringerung der Spannung e₂ am Konden- gestellt ist und dessen Größe proportional der gesamten

sator C, die der besseren Deutlichkeit wegen in der Fig. 6 Kapazität C der Leitung 34 ist. Die Größe Z₀ ist der

übertrieben dargestellt wurde. Wenn der Strom i durch Wellenwiderstand der Leitung 34. Für normale Frei-

NuIl geht, bleibt die Spannung e₂ zeitweise konstant. 45 leitungen beträgt Z₀ etwa 400 Ohm.

Der Lichtbogen und der Lichtbogenstrom treten jedoch Durch einige Zahlenbeispiele soll dieser Sachverhalt

nach dem Nulldurchgang wieder auf, weil die Lufttrenn- noch näher erläutert werden. In einem dreiphasigen

strecke zwischen dem beweglichen Messer und dem fest- Hochspannungsnetz mit 345 kV verkettete Spannung

stehenden Schaltstück keine ausreichende elektrische beträgt der Effektivwert der Spannung gegen Erde

Festigkeit hat, um der Spannung zu widerstehen, der sie 50 200 kV; ihr Scheitelwert E ist 282 kV. Der Stoßstrom i_m

ausgesetzt ist. über einen Trennschalter ist bei einem solchen System

In der Fig. 7 ist der Trennschalter 33 nahezu so weit geöffnet, daß der Lichtbogen für immer erlischt. Die Fig. 8 zeigt bis zum Zeitpunkt T₁ einen Zustand, bei dem

der Lichtbogen brennt. Zum Zeitpunkt T₁ soll angenom- 55 men werden, daß wegen der genügend weiten Entfernung des beweglichen Messers vom feststehenden Schaltstück eine ausreichende elektrische Festigkeit vorhanden ist, so daß der Lichtbogen nicht sofort erneut

im Falle einer Rückzündung beim Ausschalten einer einzigen Freileitung 34

2·282000
SJÖ

= 1410 Ampere.

Dies ist die Amplitude des Stromstoßes zum Zeitpunkt T₂ in Fig. 8. Wie bereits ausgeführt ist, ist sie unabhängig zündet. Die Kapazität C (die Leitung 34) ist dann auf 60 von der zu schaltenden Leitung 34. Im Gegensatz dazu den Scheitelwert E der Spannung des speisenden Netzes ist die Amplitude der 60-Hz-Komponente proportional aufgeladen. Die Speisespannung e_x verläuft weiter sinusförmig mit der Zeit, so daß sich eine ständige Vergrößerung der Spannung e₃ zwischen den Schaltstücken

der Länge der Leitung 34. Sie schwankt zwischen Werten um Null bis zu möglicherweise Spitzenwerten von 15 Ampere. Der Stoßstrom i_m bleibt nicht lange bei dem

des Schalters 33 ergibt. Diese Spannung erreicht schließ- 65 „_T , 2 E _, ,, ... ,. _c , „ , ,

_v , j , ix e L μ. 1 χ ε· -c-j Wert -=—. Ebenso bleibt die Spannung des Punktes«,

hch den doppelten Scheitelwert von e_x = E gegen Erde. Z₀ r &

Gemäß der vorher genannten Annahme ist der Schalter 33 der Leitung 34 nach Fig. 10 nicht bei +E Volt. Wie die

gerade so weit geöffnet, daß der Lichtbogen im Begriff Wanderwellentheorie zeigt, nehmen die Spannungen und

ist, endgültig zu erlöschen. Es kommt jetzt darauf an, Ströme den in den Fig. 11 bis 13 dargestellten Verlauf

ob zum Zeitpunkt T₂ noch eine Rückzündung erfolgt. 70 für den Fall, daß der Lichtbogen erlischt, wie angenom-

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men wurde. Für die Erfindung ist es dabei unwesentlich, würde eine ziemlich große Masse benötigen, um auf-

ob der Lichtbogen erlischt oder nicht. einanderfolgende Schaltungen durchführen zu können.

Aus der Fig. 11 ist als wesentlich festzuhalten, daß der Wie gefunden wurde, ergibt sich ein angemessener Wert

Spannungssprung e_s (der Gesamtbetrag der Spannungs- für den Widerstand R, wenn der Widerstand das 100- bis

änderung des Punktes α im Falle einer Rückzündung) 5 300fache des Wellenwiderstandes Z₀ des auf der einen

gegebenenfalls zu verdoppeln und zu der ursprünglichen Seite des Schalters angeschlossenen Stromkreises (Z₀ der

Spannung des Punktes α algebraisch zu addieren ist, um Leitung 34 in Fig. 2), geteilt durch 1 + (iAusschalt)²

die maximale Spannung zu bestimmen, die die Leitung 34 besitzt, iAusschalt ist dabei der Ausschaltstrom des

erreicht. Schalters ohne Widerstand. Wenn der Trennschalter an

Fig. 14 zeigt einen Widerstand R in Reihe mit dem io seinen beiden Enden Leitungen mit verschiedenen Wellen-Trennschalter und der Stromquelle. Der Stromkreis ist widerständen Z₀ aufweist, so ist der größere Wert Z₀ für dem oben dargestellten Stromkreis äquivalent. Er dient die oben angeführte Rechnung zu wählen. Für R gelten zur Bestimmung der Umstände im Falle einer Rück- also mit anderen Worten die folgenden Grenzen:
zündung. Eine Analyse dieses äquivalenten Stromkreises

führt zu der Kurve der Fig. 15, die den Netzspannungs- 15 Z₀ 300Z₀
sprang e_s (als Vielfaches von E) längs Z₀ in Abhängigkeit Rmin = ~ Rmax = — (Ohm), von dem Verhältnis R:Z₀ zeigt. Der Netzspannungs- I + [ι Ausschalt) 1 +^Ausschau)
sprung e_s längs Z₀ nach Fig. 14 ist also gleich dem Stoßstrom i_m multipliziert mit dem Wellenwiderstand Z₀. Da wobei Z₀ der größere der beiden Wellenwiderstände der ZE . . .,, . , (2E) - „. -_Tr ^ ao an den Trennschalter angeschlossenen entsprechenden *»· = -^T ^lst> ^{erglbt SIch e}> = Έ+Υ_ο · ^Ζ°· ^{Dle Werte von} Leitung ist. iAusschalt ist der Ausschaltstrom in Ampere e_s, angegeben als Vielfaches von E, sind in Abhängigkeit für einen Schalter ohne Widerstand.

^Ä · τ-· ic j i iix λ j τ-· Hr -ι. · , Einen Widerstand, der weitgehend Überspannungen

von ■- in Fig. 15 dargesteUt. Aus der Fig. 15 er_glbt sich, _{vermeidet> erhält man> wenn} ^_{n den Wer}t für R im

j „ ,.. R _Λ , , ... _D „ , _XT 35 Bereich des 1- bis 5fachen von Z₀ wählt. Ein besonders

daß fur- = 1, d. h. fur R = Z₀, der Netzspannungs- _{vorteilhafter Bereich für den} Wert des Widerstandes R

sprung e_s, verglichen mit dem Wert ohne Widerstand R, ist das 2- bis 4f ache von Z₀. Im allgemeinen kann man

halbiert wird. R = 3Z₀ mit vorteilhaften Ergebnissen verwenden. R ist

Eine weitere Reduzierung des Spannungssprunges und dabei die Summe der drei Teilwiderstände 15 der Fig. 1.

damit der Überspannung ist mit höheren Werten von R 30 Falls es nicht erwünscht ist, den ohmschen Widerstand

erreichbar. Es muß beachtet werden, daß der einfache von R als Vielfaches des Wellenwiderstandes Z₀ zu be-

FaIl einer geraden Freileitung, wie z. B. der Leitung 34, stimmen, dann erreicht man im allgemeinen mit Wider-

nicht der ungünstigste Fall ist. In der Praxis weisen standswerten von 1200 bis 1800 Ohm bei den meisten

Leitungen, die von Trennschaltern abgeschaltet werden, Stromkreisen vorteilhafte Ergebnisse. Vorzugsweise wird

gewöhnlich noch Überlagerungen infolge von Stoßstellen 35 man den Widerstand R in dem engeren Bereich von 1400

an anderen Trennschaltern, der Kapazitäten von Isola- bis 1600 Ohm wählen. In vielen Fällen ist ein Wider-

toren, Gerätedurchführungen, Transformatoren usw. auf. standswert R von 1500 Ohm zum Vermeiden von Über-

Solche Überlagerungen können bei einer einzigen Rück- spannung geeignet. Jeder Teilwiderstand 15 der Fig. 1

zündung mehr als das Dreifache der normalen Betriebs- beträgt dann 500 Ohm.

spannung gegen Erde bei einem Spannungssprung von 40 Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung 2 E ergeben. Mehrfache Rückzündungen können die ergibt sich, daß ein verbesserter Trennschalter geschaffen Überspannung weiter vergrößern. Auf der anderen Seite wurde, der besonders für das Abschalten von Leitungen ist die Leitungsdämpfung niemals Null. Dadurch ergibt in solchen Schaltanlagen geeignet ist, bei denen Ladesich ein Abbau der Einschwingüberspannung. Bei einer ströme bis 12 Ampere vorkommen. Der Nennstrom von Deutung der Kurve nach Fig. 15 ist zu beachten, daß 45 Hochspannungslufttrennschaltern beträgt gewöhnlich 400 der Wellenwiderstand Z₀ der Wellenwiderstand des bis 1200 Ampere. Der auszuschaltende Ladestrom ist Stromkreises ist, der im Punkt α an den Trennschalter 33 daher nur ein geringer Bruchteil des üblicherweise über der Fig. 2 angeschlossen ist. Dieser Wellenwiderstand den Schalter fließenden Stromes.

ist nicht unbedingt der Wellenwiderstand einer Einzel- Die Erfindung betrifft nicht solche Trennschalter, mit

leitung. Stichleitungen und zusätzliche Kapazitäten ver- 50 denen größere Ladeströme, und zwar wesentlich größere

ringern den Wellenwiderstand, wie er sich für den Ladeströme als 12 Ampere abgeschaltet, werden. Wie

Punkt α in Fig. 2 ergibt. ohne weiteres ersichtlich, bietet die Erfindung besonders

Fig. 15 zeigt, daß, je höher der Wert des Widerstandes R bei sehr hohen Spannungen große Vorteile,
ist, um so größer die Verringerung der Überspannung ist. Wie oben dargelegt ist, wurden verschiedene Möglich-Es scheint daher angebracht, einen hohen ohmschen 55 keiten für die Berechnung des Widerstandes R angegeben, Widerstand zu wählen. Jedoch ist die Leistung am der beim Ausschalten in den Stromkreis einzufügen ist. Widerstand direkt proportional seinem Widerstandswert. Bei Anwendung der Erfindung werden Schaltüber-Ein hoher Widerstandswert erfordert daher einen Wider- spannungen wesentlich verringert oder sogar ganz bestand großer Abmessung, um eine Überlastung zu ver- seitigt. Infolgedessen sind die angeschlossenen Geräte meiden. Wie Fig. 1 zeigt, sind Mittel vorgesehen, durch 60 elektrisch nicht so hoch beansprucht. Die mit dem Trenndie der Widerstand R in den Stromkreis nur beim Aus- schalter verbundenen Apparate sind keinen großen Einschalten des Schalters eingefügt wird. Dadurch wird die Schwingüberspannungen mehr ausgesetzt. Die Längen thermische Beanspruchung so klein wie möglich gehalten. der auftretenden Lichtbogen werden verkleinert und die Trotzdem ist die Erwärmung beträchtlich. Sie muß bei Wirkungsweise des Trennschalters beträchtlich verder Konstruktion beachtet werden, zumal langsame 65 bessert.

Schaltbewegungen und mehrfache Schaltungen hinter- Zum Zwecke der Erläuterung wurde ein besonderer

einander möglich sein müssen. Zum Beispiel wird bei mit einem Widerstand ausgerüsteter Trennschalter be-

einem Schalter mit einem Widerstand R von 4000 Ohm schrieben und dargestellt. Im Rahmen der Erfindung

(10 -Z₀ mit Z₀ = 400 Ohm), der 5 Ampere ausschaltet, sind jedoch ohne weiteres Änderungen und Abwandlungen

eine Leistung von 100 kW entwickelt. Dieser Schalter 70 möglich.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hochspannungstrennschalter mit Lufttrennstrecke und einem Widerstand, der beim Ausschalten in den Stromkreis eingefügt wird, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Widerstand (R) das 1- bis 5fache des Wellenwiderstandes (Z₀) der mit dem Schalter verbundenen Leitung beträgt.

2. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) das 3fache des Wellenwiderstandes (Z₀) beträgt.

3. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) aus Teilwiderständen besteht, die beim Ausschalten nacheinander in den Stromkreis eingefügt werden.

4. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit Hilfe von Lichtbogenschaltstücken in den Stromkreis eingefügt wird, die mit dem beweglichen Schaltstück

des Trennschalters ohne mechanische Berührung zusammenwirken.

5. Hochspannungstrennschalter nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestabstände zwischen dem beweglichen Schaltstück und den zu den einzelnen Teilwiderständen gehörenden Lichtbogenschaltstücken derart abgestuft sind, daß mit steigenden Widerstandswerten des in den Stromkreis eingefügten Widerstandes (R) größere Lichtbogenlängen auftreten.

6. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenschaltstücke abgerundet sind.

7. Hochspannungstrennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenschaltstücke als Kugelelektroden ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 551 590, 556 469.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 678/402 12.60