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Einrichtung zur Verlängerung der Lichtbogendauer bei der Prüfung
von Stromunterbrechern Zusatz zum Patent 1 009 722 Das Hauptpatent bezieht sich
auf eine Einrichtung zur Verlängerung der Lichtbogendauer bei der Prüfung von Stromunterbrechern,
insbesondere Hochspannungsleistungsschaltern, in einer Prüfanordnung mit getrennten
Energiequellen für den Hochstrom und die Hochspannung, bei der im Hochstromkreis
vor dem Prüfschalter ein steuerbarer Doppelweggleichrichter angeordnet ist, der
so gesteuert ist, daß die gleichgerichteten Hochstromhalbwellen einander derart
überlappen, daß das vorzeitige Nullwerden des Hochstromes in der Schaltstrecke des
zu prüfenden Schalters vermieden wird, und bei der in Reihe mit dem Prüfschalter
ein Hilfsschalter zur Abtrennung der Prüfspannung vom Hochstromkreis vorgesehen
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufrechterhaltung des
Lichtbogens mit einem geringeren Energieaufwand, als es bei dem Gegenstand des Hauptpatentes
möglich ist, durchzuführen und dadurch eine bessere Anpassung der Prüfbedingungen
an diejenigen bei einer unmittelbaren Prüfung im Netz zu erhalten. Da der Hilfsschalter
für die Spannung des Prüfschalters ausgelegt sein muß und ein Lichtbogen sowohl
am Prüfschalter als auch am Hilfsschalter aufrechterhalten werden muß, darf der
Hochstrom einen verhältnismäßig hohen Wert nicht unterschreiten.
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Erfindungsgemäß ist nun als Hilfsschalter ein Druckgasschalter mit
einer derart erhöhten Ausschaltgeschwindigkeit vorgesehen, daß die Kontakttrennung
in derjenigen Hochstromhalbwelle erfolgt, an deren Ende sich die Spannungsprüfung
anschließt. Der Wegfall der Lichtbogenstrecke am Hilfsschalter während der Kommutierung
des Hochstromes von einem Zweig des Doppelweggleichrichters zum anderen läßt eine
wesentliche Herabsetzung des für die Aufrechterhaltung des Lichtbogens am Prüfschalter
notwendigen Minimalstromes zu. Dadurch werden die Beanspruchungen bei dem Schaltvorgang
vor dem Anlegen der Prüfspannung mehr den Beanspruchungen bei unmittelbar im Netz
ausgeführten Schaltungen angepaßt, da der Strom sich mehr dem Nullwert nähert als
beim Gegenstand des Hauptpatentes.
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Sehr hohe Schaltgeschwindigkeiten beim Hilfsschalter ergeben sich
insbesondere dann, wenn dieser einen ringförmigen Durchlaufkontakt als festen Kontakt
hat. Die Auslösung des Hilfsschalters kann dann schon vor dem Beginn der letzten
Stromhalbwelle erfolgen, während die eigentliche Kontakttrennung auf den Anfang
dieser Halbwelle verlegt wird. An Stelle eines Durchlaufkontaktes kann auch ein
federnder C;egenkontakt, der dem Schaltstift während des ersten Teils der Ausschaltung
nachfolgt, vorgesehen sein.
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Vorzugsweise kann der Hilfsschalter auch zugleich als Draufschalter
zur Einschaltung des Hochstromes
dienen. Es kann dadurch ein besonderer Einschalter
in der Prüfanlage gespart werden.
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Eine weitere Verbesserung der Prüfverhältnisse läßt sich erreichen,
wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Mittel vorgesehen sind, die nach Öffnen
des Hilfsschalters einen neueinsetzenden Stromfluß im Doppelweggleichrichter, d.
h. eine Kommutierung verhindern. Bliebe der Doppelweggleichrichter eingeschaltet,
so würde die letzte Hochstromhalbwelle am Ende kurz vor ihrem Nulldurchgang durch
die einsetzende Überlappung der nachfolgenden Stromhalbwelle verzerrt werden, so
daß sich kein eindeutiger Zeitpunkt für die Auslösung der Prüfspannung er--gäbe.
Verhindert man jedoch die Kommutierung rechtzeitig, so strebt die letzte Hochstromhalbwelle
praktisch verzerrungsfrei ihrem Nullwert zu.
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In der Zeichnung ist in Fig. 1 das Schaltschema einer Prüfanordnung
zur Aufrechterhaltung des Hochstromlichtbogens durch einen Doppelweggleichrichter,
der vorzugsweise aus einem mechanisch betätigten Schalter besteht, dargestellt;
Fig. 2, 3 und 4 zeigen Stromdiagramme.
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Der Hochstromkreis besteht primärseitig aus dem Wechselstromgenerator
G und dem Transformator T.
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Über den Transformator T mit seinen beiden Sekundärwicklungen werden
der Hochstromkreis I und der Hochstromkreis II gespeist. Beide enthalten die mechanisch
im Takt der Generatorfrequenz betätigten Schalter S1 und S2, die so eingestellt
sind, daß der gleichgerichtete Strom ik' Nulldurchgänge vermeidet.
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In der gemeinsamen Rückleitung der beiden Kreise I und II sind der
Prüfschalter Sp und der Hilfsschalter
Sa angeordnet. Der Hilfsschalter
dient zugleich als Draufschalter für die Einschaltung des Hochstrom bei schon geschlossenem
Prüfschalter. An dem Prüfschalter liegt der Hochspannungskreis III mit dem auf Gleichspannung
aufgeladenen Kondensator C, der EinschaltfunkenstreckeF und der Schwingdrossel L.
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In Fig. 2 ist der aus dem Generator G gelieferte Hochstrom ik dargestellt.
Dieser wird durch die beiden Gleichrichter S1 und S2 gleichgerichtet, wobei die
Hochstromhalbwellen einander derart überlappen, daß das vorzeitige Nullwerden des
Hochstromes in dem Prüfschalter vermieden wird. Es ergibt sich dadurch ein Verlauf
des Stromes i2', wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Bei geöffneten Schaltern Sh und
Sp ist der Minimalstrom il, der zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens notwendig
ist, verhältnismäßig groß. Am Ende der letzten Hochstromhalbwelle erfährt der Strom
ikt noch eine verhältnismäßig große Verzerrung, die darauf zurückzuführen ist, daß
einer der beiden Gleichrichter S1 oder S2 bereits eine neue Hochstromhalbwelle einzuschalten
versucht.
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Die Wirkungsweise der Erfindung ist derart, daß nach Einschalten
des Hochstromes durch den Hilfsschalter Sh und Gleichrichtung des Hochstromes durch
die Schalter S1 und 82 der Schalter Ss erst vor Beginn der letzten Hochstromhalbwelle
ausgelöst wird. Seine Schaltkontakte erreichen bereits eine hohe Anfangsgeschwindigkeit,
bevor die eigentliche Trennung der Kontakte einsetzt Durch die besondere Ausbildung
dieses Schalters erfolgt die Stromunterbrechung in einer Halbwelle. Da der Hochstrom-Lichtbogen
nur die Schaltstrecke des Schalters S, zu überwinden hat, so ist es möglich, den
hierbei notwendigen Minimalstrom auf bedeutend kleinere Werte einzustellen als bei
geöffnetem Hilfsschalter. Dies geht aus Fig. 4 hervor, in der ik" den Hochstrom
und i2 den Minimalstrom bezeichnen.
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Die endgültige Unterbrechung des Hochstromes im Doppelweggleichrichter
S1 und 82 wird zweckmäßig dadurch hervorgerufen, daß bei einem im Takt der Netzfrequenz
betätigten Schalter der Gegenkontakt zum beweglichen Kontakt dieses Schalters axial
verschoben wird, so daß keine Kontaktberührung mehr möglich ist. Da man bei dieser
Ausführung des verschiebbaren Gegenkontaktes noch einen besonderen Antrieb benötigt,
läßt sich bei festem Gegenkontakt die Stromunterbrechung auch so ausführen, daß
der bewegliche Schaltstift hohl ausgebildet ist und durch diesen zusätzlich zu der
an sich schon vorhandenen Löschmittelströmung entweder eine verstärkte Löschmittelströmung
oder ein besonders hochwertiges Löschmittel zugeführt wird. Die Ausschaltung des
Doppelweggleichnchters hat dann zur Folge, daß die letzte Hochstromhalbwelle unverzerrt
ihrem Nullwert zustrebt, wie dies Fig. 4 zeigt. Vorteilhaft wird vor dem Ende der
letzten Hochstromhalbwelle dieser in
bekannter Weise ein Strom aus dem Spannungskreis
III überlagert, der als Schwingstrom iS bezeichnet ist und bei dessen Nulldurchgang
die Prüfspannung als Wiederkehrspannung zur an den Schaltkontakten des Prüfschalters
auftritt.
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PATENTANSPROCHE: 1. Einrichtung zur Verlängerung der Lichtbogendauer
bei der Prüfung von Stromunterbrechern, insbesondere Hochspannungsleistungsschaltern,
in einer Prüfanordnung mit getrennten Energiequellen für den Hochstrom und die Hochspannung,
bei der im Hochst-romkreis vor dem Prüfschalter ein steuerbarer Doppelweggleichrichter
angeordnet ist, der so gesteuert ist, daß die gleichgerichteten - Hochstromhalbwellen
einander derart überlappen, daß das vorzeitige Nullwerden des Hochstromes in der
Schaltstrecke des zu prüfenden Schalters vermieden wird, und bei der in Reihe mit
dem Prüfschalter ein Hilfsschalter zur Abtrennung der Prüfspannung vom Hochstromkreis
vorgesehen ist, nach Patent 1 009 722, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsschalter
ein Druckgasschalter mit einer derart erhöhten Ausschaltgeschwindigkeit vorgesehen
ist, daß die Kontakttrennung in derjenigen Hochstromhalbwelle erfolgt, an deren
Ende sich die Spannungsprüfung anschließt.