DE1112160B - Hochleistungs-Synchronschalter - Google Patents

Hochleistungs-Synchronschalter

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DE1112160B
DE1112160B DES63185A DES0063185A DE1112160B DE 1112160 B DE1112160 B DE 1112160B DE S63185 A DES63185 A DE S63185A DE S0063185 A DES0063185 A DE S0063185A DE 1112160 B DE1112160 B DE 1112160B
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switch according
performance synchronous
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DES63185A
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Dr Fritz Kesselring
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/593Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for ensuring operation of the switch at a predetermined point of the ac cycle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Hochleistungs-Synchronschalter Es ist bekannt, zur Löschung von elektrischen Lichtbögen, wie sie bei der Unterbrechung von Stromkreisen mit wechselnder Stromrichtung auftreten, strömende Gase (z. B. Druckluft, Schwefelhexafluorid) oder Dampf-Gas-Gemische, die vom Lichtbogen selbst aus einer Flüssigkeit (z. B. Öl, Wasser) erzeugt werden, zu verwenden. Zur Verhütung einer Neuzündung ist es insbesondere notwendig, daß während des Stromnulldurchganges eine intensive Strömung oder Expansion vorhanden ist.
  • Bis zu Strömen von einigen 1000 A können auch Vakuumschalter zur Anwendung gelangen. Wird jea., doch das Stromzeitintegral f idt zu groß, so brennt 0 der Lichtbogen auch nach Ablauf der Zeit t« in dem von ihm selbst aus den Kontakten erzeugten Metalldampf weiter; eine Löschung kommt nicht mehr zustande. Bei Schaltern mit magnetischer Blasung treten bei zu großer Schaltarbeit erfahrungsgemäß Überschläge auf, indem die glühenden Gase aus dem Löschsystem nach der Unterbrechungsstelle zurückgetrieben werden.
  • Werden bei den geschilderten Schaltern die Kontakte willkürlich geöffnet, so wird der Fall, daß zum mindesten eine volle Stromhalbwelle über den Lichtbogen fließt, öfters auftreten. Bei Gasschaltern und Schaltern mit magnetischer Blasung führt dies zu hohem Rückstaudruck, wodurch die Löschung behindert wird, bei Flüssigkeitsschaltern zu starker Verdampfung und damit zu sehr gefährlicher Druckbeanspruchung, bei Vakuumschaltern zu Rückzündungen. Der hohe Strom und seine relativ lange Dauer bewirken zudem einen unzulässigen Kontaktabbrand, bei Ölschaltern eine starke Verrußung, die sich insbesondere bei ölarmen Schaltern ungünstig auswirkt.
  • Besonders schwerwiegend sind die Auswirkungen hoher Ströme bei sogenannten Umschlagstörungen. Wird beispielsweise ein leer laufender Transformator abgeschaltet und treten hierbei überspannungen auf, die einen Netzkurzschluß verursachen, so fließt über die bereits getrennten Kontakte der volle Stoßkurzschlußstrom, der bei Verlagerung über annähernd zwei Halbwellen andauert. Die relativ große Lichtbogenlange zusammen mit dem sehr hohen Strom (Stoßkurzschlußstrom) und der langen Dauer führen zu Beanspruchungen, die von den Schaltgeräten meist nicht mehr ausgehalten werden.
  • Um die Schaltarbeit bei normalen Kurzschlußabschaltungen zu verringern, hat man in Einphasennetzen Synchronschalter verwendet. Bei diesen erfolgt die Kontakttrennung um eine solche Zeitspanne (Vorauslösezeit t" in Fig. 2) vor dem Stromnulldurchgang, daß bei dessen Erreichen die Mindestlöschdistanz mit Sicherheit erreicht ist. Derartige Synchronschalter haben sich im Bahnbetrieb bewährt. Die Übertragung der Synchronschaltung auf dreipolige Schalter für eine Betriebsfrequenz von beispielsweise 50 Hz verursachte bisher unüberwindliche Schwierigkeiten. Das entscheidende Hindernis besteht darin, daß in Mehrphasennetzen niemals mit Sicherheit vorausgesagt werden kann, ob ein abnehmender Strom seinen sinusförmigen Verlauf fortsetzt und zu dem angesteuerten Zeitpunkt durch Null geht oder seinen Verlauf in nicht voraussehbarer Weise ändert. Besteht beispielsweise zunächst ein zweipoliger Kurzschluß über Lichtbogen, so weisen die Ströme in den zugehörigen Leitern eine Phasenverschiebung von 180° auf (Hin- und Rückstrom). Wird nun der Lichtbogen kurz vor dem Stromnulldurchgang gegen die dritte Phase geblasen, so daß nun ein dreipoliger Kurzschluß entsteht, so beträgt die Phasenverschiebung zwischen den drei Strömen von da ab je 120°. Dies heißt aber, daß der eine Strom des bisherigen zweiphasigen Kurzschlußstromes seine Phasenlage um + 30°, der andere um -30° ändert. Die angesteuerten .Nulldurchgänge haben sich somit zeitlich um rund ±1,7 ms verschoben. Umfangreiche Versuche ergaben, daß die Wahrscheinlichkeit für den Umschlag eines zweipoligen Lichtbogenkurzschlusses in einen dreipoligen oder eines dreipoligen in einen zweipoligen um so kleiner wird, je kürzer die sogenannte Vorauslösezeit (t" in Fig. 2) gewählt wird. Bei t" = 1 ms tritt ein Umschlag vor dem Stromnulldurchgang nur noch in etwa 2 °/e aller Fälle auf. Eine Verschiebung der Stromnulldurchgänge um beispielsweise '-1 ms kann aber zu einer Fehlauslösung führen. Da mindestens eine Schaltkammer dann den vollen Kurzschlußstrom während einer vollen Stromhalbwelle führen muß, wird sie überbeansprucht und meistens zerstört. Die Schaitkammein von Synchronschaltern sind voraussetzungsgemäß für eine verhältnismäßig kleine Schaltarbeit bemessen, denn darin besteht ja gerade der große technische und wirtschaftliche Vorteil gegenüber den bisherigen Schaltern. Noch viel schwerwiegender sind die Auswirkungen, wenn bei einem Synchronschalter eine Umschlagstörung auftritt.
  • Um die Zerstörung der Schaltkammern insbesondere bei Synchronschaltern zu vermeiden, wurden Einrichtungen vorgeschlagen, durch die der zu unterbrechende Stromkreis selbsttätig wieder geschlossen wird, sofern innerhalb einer vorbestimmten kurzen Zeit der Strom nicht endgültig unterbrochen ist. Hierdurch wird zwar erreicht, daß die Schaltarbeit einen zulässigen Wert nicht überschreitet; die endgültige Unterbrechung des gestörten Stromkreises muß jedoch von einem anderen Schalter übernommen werden.
  • Es ist ferner vorgeschlagen worden, magnetisch betätigte Synchronschalter mit sehr kleinem Schaltweg (Bruchteile eines Millimeters) zu bauen, bei denen durch die Haltewicklung nach nicht erfolgter Unterbrechung eine Wiedereinschaltung bewirkt wird.
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungs-Synchronschalter mit einem vom zu unterbrechenden Strom beeinflußten Steuersystem, das Energiespeicher sowohl für die kurz vor dem Stromnulldurchgang einsetzende Ausschaltbewegung als auch für die sofortige galvanische Wiederschließung des Stromkreises bei im angesteuerten Stromnulldurchgang nicht erfolgreicher Synchronabschaltung durch das Schaltsystem wirksam werden läßt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß mit oder unmittelbar nach der Wiederschließung des Stromkreises die Kontaktstücke des Schalters in ihre Ausgangsstellung zurückkehren derart, daß der Schalter - bei erneuter Bereitstellung des Steuersystems und eines Ausschalt-Energiespeichers vor einem späteren Nulldurchgang - einen weiteren Synchronabschaltversuch durchführt.
  • Durch die Erfindung werden die oben geschilderten Mängel der bekannten Schalter vermieden. Durch den Einsatz ausreichend ergiebiger Energiespeicher läßt sich die erfindungsgemäße Synchronsteuerung auf alle zur Zeit bekannten Schaltprinzipien anwenden, obwohl hierbei oft Ausschaltwege bis zu mehreren Zentimetern erforderlich sind. Die unmittelbare magnetische Steuerung ist im Gegensatz dazu nur für sehr kleine Schaltwege, wie sie z. B. bei Vakuumschaltern vorliegen, brauchbar.
  • Steuersysteme für Synchronschalter, welche vom zu unterbrechenden Strom beeinflußt werden und den Ausschaltvorgang einleiten, sind als solche bekannt.
  • Das Wesen der Erfindung soll zunächst an Hand des Schaltschemas gemäß Fig. 1 erläutert werden. Der Generator 1 speist über ein Vorauslösegerät 2 und den Schalter 3 den Verbraucher 4. Im normalen Betrieb wird der Schalter 3 durch die vom Strom I durchflossene Wicklung 5 in der Einschaltstellung gehalten. Das Vorauslösegerät 2 weist in seinem oberen Zweig die Induktivität 6 und den Widerstand 7 auf, im unteren Zweig befindet sich der Widerstand 8 und in Reihe damit eine kleine Schaltdrossel 9. Ihre Sekundärwicklung 10 steht in Verbindung mit der Kathode und Zündelektrode einer Kaltkathodenröhre 11. Der Stoßauslösekreis besteht aus dem geladenen Kondensator 12, dem Betätigungsschalter 13, der Primärwicklung des elektrodynamischen Antriebes 14 und der Kaltkathodenröhre 11. Die tellerförmige Sekundärwicklung des Antriebes 14 wirkt über die isolierende Betätigungsstange 15 im öffnenden Sinne auf den Schalter 3 ein. 16 ist eine zweite, mit dem Hauptstrom 1 verkettete kleine Schaltdrossel, deren Sekundärwicklung mit Kathode und Zündelektrode der Schaltröhre 17 in Verbindung steht. Der zweite Stoßauslösekreis besteht somit aus dem geladenen Kondensator 18, der Schaltröhre 17, dem Betätigungsschalter 13 a, der mit dem Betätigungsschalter 13 gekuppelt ist, und der Primärwicklung des elektrodynamischen Antriebes 19, dessen tellerförmige Sekundärwicklung zugleich zur Überbrückung des Schalters 3 dient. Sie wird im Ruhezustand durch die Feder 20 in der gezeichneten Stellung festgehalten.
  • Soll eine Abschaltung erfolgen, so werden zunächst die gekuppelten Betätigungsschalter 13 und 13 a geschlossen. Der Strom 1,t über den Widerstand 8 eilt dem abzuschaltenden Strom I um die Zeit t,, von beispielsweise einer Millisekunde vor (s. Fig. 2). Die kleine Schaltdrossel 9 wird daher im Zeitpunkt t1 ummagnetisiert, was zur Zündung der Kaltkathodenröhre 11 und damit zur sofortigen Ausschaltung des Schalters 3 führt. Die Löschung des Lichtbogens erfolgt dann im Nulldurchgang des Stromes I zur Zeit t,. Sollte jedoch der Lichtbogen im Zeitpunkt t._, wieder zünden, so setzt sich der Strom I fort. Dies hat zur Folge, daß nun auch die kleine Schaltdrossel 16 ummagnetisiert wird, was zur Zündung der Kaltkathodenröhre 17 und damit zur Erregung des elektrodynamischen Antriebes 19 führt. Seine tellerförmige Sekundärwicklung bewegt sich sehr schnell nach unten und bewirkt im Zeitpunkt t.3 (s. Fig. 2) die Überbrückung des Schalters 3. Anschließend wird der Schalter 3 durch die Wicklung 5 ebenfalls geschlossen, was im Zeitpunkt t3 der Fall sein soll. Die Sekundärwicklung des elektrodynamischen Antriebes 19 bewegt sich nun unter dem Einfluß der Feder 20 wieder nach oben, so daß das ganze System für eine erneute Synchronausschaltung im Zeitpunkt t4 (s. Fig. 2) bereit steht. Es kann dann die endgültige Lichtbogenlöschung zur Zeit t@ erfolgen. Voraussetzung hierfür ist, daß der Kondensator 12 in dem Zeitintervall tl-t4 wieder aufgeladen ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, während dieser Zeit einen zweiten, bereits geladenen Kondensator einzuschalten.
  • Aus Fig. 2 erkennt man, daß ein Lichtbogen nur in dem sehr kurzen Zeitintervall tl-ts.; 1 ms auftritt und daß die Schaltarbeit dementsprechend sehr gering ist. Das Wiedereinschalten im Zeitpunkt t3 erfolgt unter sehr günstigen Bedingungen, da der Strom 1 kurz hinter seinem Nulldurchgang noch klein ist.
  • In den Fig. 3 und 5 sind beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung bei Druckgasschaltern dargestellt, während Fig. 4 das Steuersystem zu dem Schalter gemäß Fig. 3 im einzelnen zeigt.
  • In Fig. 3 bedeutet 21 einen Hohlisolator, der auf dem geerdeten Gehäuse 22 befestigt ist und die Anschlußplatten 23 und 24 trägt, die mit den Stirnseiten des Zylinders 25 gasdicht verbunden sind. 26 ist eine Düse, 27 der bewegliche Schaltstift, der mit dem Kolben 28 fest verbunden ist und durch die Feder 29 in der gezeichneten Einschaltstellung gehalten wird. 30 ist ein mit der unteren Anschlußplatte 23 leitend verbundener Gleitkontakt. Aus dem Behälter 31 kann Luft über das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 32 in die Hohlräume 33 und 34 des Isolators 21 strömen. Die Luftaustrittsöffnungen 35 sind zunächst durch den Steuerschieber 36 verschlossen, den die Federn 37 in der gezeichneten Stellung festhalten. 39, 40 bedeuten das Steuersystem, dessen Aufbau an Hand der Fig. 4 näher erläutert wird.
  • Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3 ist folgende: Soll eine Abschaltung bei Betriebsstrom oder mäßigem Überstrom erfolgen, so wird das Ventil 32 geöffnet, worauf die Druckluft in der Pfeilrichtung durch die im Isolator 21 befindlichen Hohlräume 33 und 34 strömt und auf die obere Stirnseite des Kolbens 28 drückt. Dies hat zur Folge, daß sich der Kolben 28 entgegen der Wirkung der Feder 29 nach unten bewegt, bis der Schaltstift 27 auf die untere Anschlußplatte 23 auftrifft. In diesem Augenblick ist der für die Löschung günstigste Abstand zwischen der öffnung der Düse 26 und dem oberen Ende des Schaltstiftes 27 erreicht. Die Luft strömt durch die Düse 26 in den Expansionsraum 38, der durch nicht gezeichnete Ventile entlüftet, jedoch unter einem bestimmten überdruck gehalten werden kann. Die Löschung des Lichtbogens erfolgt im allgemeinen im nächsten Stromnulldurchgang.
  • Bei hohem überstrom und insbesondere bei Kurzschluß wird unter der Wirkung des Steuersystems 39, 40 der Scheuerschieber 36 bei Momentanwerten des Stromes, die die Amplitude des Nennstromes wesentlich überschreiten, nach unten gedrückt und damit der Ausströmquerschnitt aus dem Ringraum 34 geschlossen. Die Druckluft kann während der Sperrzeit nicht auf den Kolben 28 einwirken; der Schalter bleibt daher geschlossen. Fällt nun der Strom von seinem Höchstwert gegen Null ab, so bewirkt das Steuersystem 39, 40 zusammen mit den Federn 37, daß vor dem Stromnulldurchgang der Steuerschieber 36 nach oben gedrückt wird, wodurch sich der Ringquerschnitt des Hohlraumes 34 öffnet und der Kolben 28 mit dem Schaltstift 27 sehr schnell nach unten bewegt wird, was normalerweise zur Löschung des Lichtbogens führt.
  • Sollte jedoch der Strom nach dem Zeitabschnitt zwischen t1 und t2 (s. Fig. 2) wieder ansteigen - beispielsweise infolge einer Umschlagstörung -, so entsteht zunächst kein Nulldurchgang. Das Steuersystem 39, 40 bewirkt nun aber, daß sich der Steuerschieber 36 augenblicklich nach unten bewegt, wodurch der Ringspalt des Hohlraumes 34 geschlossen wird und die Ausströmöffnungen 35 geöffnet werden. Infolge der Druckentlastung bewegen sich der Kolben 28 und der Schaltstift 27 unter der Einwirkung der Feder 29 nach oben. Bei der Berührung zwischen dem Schaltstift 27 und dem unteren Rand der Düse 26 erlischt der Lichtbogen, so daß die gewaltsamen Auswirkungen hoher Ströme, wie sie insbesondere bei Umschlagstörungen auftreten, verhindert werden. Sowie sich nun der Strom erneut dem Nulldurchgang nähert, wird der Steuerschieber 36 durch die Federn 37 nach oben gezogen, wodurch wiederum eine synchrone Unterbrechung mit entsprechend geringer Schaltarbeit eingeleitet wird.
  • Das Wesen des bei der beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 zur Anwendung gelangenden Steuersystems wird nachstehend an Hand der Fig. 4 noch näher erläutert. Hierin bedeutet 51 einen Magnetkern mit zwei gegenüberliegenden keilförmigen Luftspalten, von denen nur der hintere 52 zu sehen- ist. 53 ist einer der beiden keilförmigen Magnetanker, die starr mit dem Steuerschieber 54 verbunden sind. 55 ist ein zweiter, größerer Magnetkern mit dem Luftspalt 56. Die Wicklung 57 umschließt die beiden Magnetkerne 51 und 55 in gegenläufigem Sinne. Der Stromverlauf durch den Schaltstift 58 ist durch den Pfeil 59 angedeutet.
  • Die Anordnung nach Fig. 4 wirkt nun wie folgt: Bei fallendem Strom werden in der Wicklung 57 elektromotorische Kräfte induziert, die infolge des gegenläufigen Wicklungssinnes einander zum Teil aufheben. Die EMK, erzeugt durch den unteren Magnetkern 55, überwiegt jedoch infolge des größeren magnetischen Flusses. Es entsteht somit ein Strom in der Wicklung 57, wie er durch die Pfeile angedeutet ist. überwiegt in der Wicklung 57 der Widerstand die resultierende Induktivität, so läßt sich erreichen, daß der Gesamtfluß im Magnetkern 51 dem abzuschaltenden Strom voreilt. Es wird daher der Anker 53 unter dem Einfluß der Federn 37 (s. Fig. 3) abfallen, bevor der Stromnulldurchgang auftritt, d. h., das System arbeitet als Vorauslösung. Werden die Luftspalte 52 und 56 so gewählt, daß im Bereich der Vorauslösung keine schädlichen Sättigungserscheinungen auftreten, so ist die minimale Vorauslösezeit in Näherung konstant. Dies kommt dadurch zustande, daß sich mit größerem Strom auch die Stromsteilheit etwa in gleichem Maße erhöht. Das Steuersystem gemäß Fig. 4 ist nur eine der vielen möglichen Anordnungen; es hat jedoch den Vorteil großer Einfachheit und Betriebssicherheit und läßt sich zudem, wie Fig.3 zeigt, konstruktiv günstig unterbringen.
  • Eine weitere beispielsweise Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung zeigt Fig.5. Darin bedeuten 61 und 62 die Hauptanschlüsse, die zu den Hauptkontakten 63 und 64 führen. Diese werden durch die Schaltbrücke 65 im eingeschalteten Zustand miteinander verbunden. 66 ist eine weitere Schaltbrücke, die die Düsenkontakte 67 und 68 verbindet. Der Widerstand 69 dient zur Erleichterung der Abschaltung. Er ist mit dem Anschluß 61 und über den Gleitkontakt 70 mit der Schaltbrücke 66 verbunden. Am unteren Ende der isolierenden Betätigungsstange 72 ist die elektrisch gut leitende Scheibe 73 befestigt, die zusammen mit den Wicklungen 74 und 75 einen doppeltwirkenden elektrodynamischen Antrieb ergibt. Die Enden der Wicklungen 74 und 75 sind zu den Durchführungsklemmen 76 bzw. 77 geführt. Die Scheibe 73 wirkt zugleich als Ventilteller und damit als Abschluß zwischen dem durch Punkte angedeuteten Hochdruckraum 78 und dem Isoliergehäuse 79, das von einem zweiten Isoliergehäuse 80 umgeben ist. 81 ist ein kleiner Kompressor, der das Gas aus dem Raum 82 ansaugt und verdichtet in den Hochdruckraum 78 ausstößt. Der Kompressor ist über die Klemmen 83 unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Druckreglers mit einem Niederspannungsnetz verbunden.
  • Die Wirkungsweise des Schalters nach Fig.5 ist folgende: Wird im Zeitpunkt t1 (s. Fig. 2) die Wicklung 74 impulsartig erregt, so bewegt sich das System, bestehend aus der Scheibe 73, der Isolierstange 72 und den Schaltbrücken 65 und 66, sehr schnell nach rechts, wobei das komprimierte Gas in das Innere des Isoliergehäuses 79 eintritt. Sowie der obere Schaltstift der Schaltbrücke 66 den Düsenkontakt 67 verläßt, strömt ein Teil des komprimierten Gases durch den Kontakt 67, wobei der Lichtbogen im Zeitpunkt t.. (s. Fig. 2) erlischt, was durch den parallelliegenden Widerstand 69 bedeutend erleichtert wird. Von diesem Zeitpunkt ab fließt nun der Strom über den Widerstand 69, den Gleitkontakt 70 zum Düsenkontakt 68, der sich mit Nacheilung gegenüber dem Kontakt 67 öffnet. Die endgültige Unterbrechung des über den Widerstand fließenden Reststromes erfolgt dann am Düsenkontakt 68 im Zeitpunkt t5 (s. Fig. 2).
  • Sollte jedoch die Abschaltung im Zeitpunkt t2 versagen. so wird im Nulldurchgang des Stromes 1 (s. Fig. 2, Zeitpunkt t") eine mit diesem Strom verkettete zweite kleine Schaltdrossel (s. 16 in Fig. 1) ummagnetisiert, was in gleicher Weise zur Entladung eines zweiten Kondensators und damit zur Erregung der Wicklung 75 führt. Der Schalter schließt sich unmittelbar nach dem Stromnulldurchgang nochmals (s. Zeitpunkt t; in Fig. 2), worauf die erneute Unterbrechung kurz vor dem nächsten Nulldurchgang von Ix (Zeitpunkt t4 in Fig. 2) beginnt.
  • Die Verwendung elektrodynamischer Antriebe erfordert zwar etwas größeren Aufwand, dafür lassen sich aber bedeutend kürzere Schaltzeiten in der Größenordnung von etwa 100 tts, d. h. etwa 1/ioo Halbwellendauer, erreichen. Die Anordnung nach Fig. 5 eignet sich besonders für Verwendung eines unter statischem überdruck stehenden Gases, wobei elektronegative Gase, wie z. B. SF., infolge ihrer hohen Durchschlagsfestigkeit und guten Löschfähigkeit besonders vorteilhaft sind. Da bei dem Schalter nach Fig. 5 keinerlei bewegte Teile nach außen geführt sind, ist auch das an sich schwierige Dichtungsproblem relativ einfach zu lösen.
  • In einer gewissen Abwandlung kann der Schalter nach Fig. 5 auch für Lichtbogen' durch Ölströmung verwendet werden, wobei man zweckmäßig den durch den Lichtbogen erzeugten Druck beispielsweise über ein Diflerentialkolbensystem zur Verstärkung der Ölströmung ausnutzt. Für Vakuumschalter dürfte die vorgeschlagene Lösung von entscheidender Bedeutung sein, da hiermit Schalter dieser Art für große Leistungen gebaut werden können. Selbstverständlich bietet das Verfahren auch für Einphasenschalter insbesondere zur Beherrschung der Umschlag-Störungen große Vorteile.
  • Der besondere Vorzug der Synchronschalter nach der Erfindung besteht jedoch darin, daß eine nicht erfolgreiche Synchronabschaltung nicht wie bisher zur Zerstörung des Schalters, sondern lediglich zur sofortigen nochmaligen Einschaltung führt, worauf beim nächstfolgenden Stromnulldurchgang wiederum synchrongesteuert unterbrochen werden kann. Es sind somit durch die Schalter nach der Erfindung die eingangs erwähnten Nachteile der bekannten Synchronschalter vermieden und darüber hinaus der Abbrand und die Druckbeanspruchung auf kleine Bruchteile derjenigen Werte reduziert, wie sie bei den üblichen Schaltern auftreten. Infolge des geringen, rasch auf Null abfallenden Stromes und der kurzen Lichtbogendauer von nur 1 bis 2 ms können bei Gasschaltern im allgemeinen Schalldämpfer und Kühleinrichtungen in Wegfall kommen.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochleistungs-Synchronschalter mit einem vom zu unterbrechenden Strom beeinflußten Steuersystem, das Energiespeicher sowohl für die kurz vor dem Stromnuildurchgang einsetzende Ausschaltbewegung als auch für die sofortige galvanische Wiederschließung des Stromkreises bei im angesteuerten Stromnulldurchgang nicht erfolgreicher Synchronabschaltung durch das Schaltsystem wirksam werden läßt, dadurch gekennzeichnet, daß mit oder unmittelbar nach der Wiederschließung des Stromkreises die Kontaktstücke des Schalters in ihre Ausgangsstellung zurückkehren derart, daß der Schalter - bei erneuter Bereitstellung des Steuersystems und eines Ausschalt-Energiespeichers vor einem späteren Nulldurchgang - einen weiteren Synchronabschaltversuch durchführt.
  2. 2. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem bei einem Ansteigen des Stromes nach Einleitung der Ausschaltbewegung auch ohne vorhergehenden Nulldurchgang den Energiespeicher zum Wiederschließen des Stromkreises wirksam werden läßt.
  3. 3. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Wiederschließung des Stromkreises durch einen besonderen Überbrückungsschalter erfolgt, der nach Schließen des Schaltsystems, jedoch vor der nächsten Synchronabschaltung, sich wieder öffnet.
  4. 4. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens für die Ausschaltung als Energiespeicher Medien unter überdruck verwendet werden, die zugleich zur Lichtbogenlöschung dienen.
  5. 5. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Schaltbewegungen elektrodynamsiche Antriebssysteme vorgesehen sind, die aus elektrischen Energiespeichern gespeist werden.
  6. 6. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher zur Ausschaltung und Lichtbogenlöschung Medien unter Überdruck und zur galvanischen Wiederschließung des Stromkreises ein aus einem elektrischen Energiespeicher gespeistes elektrodynamisches System vorgesehen sind.
  7. 7. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem in Form einer magnetisch beeinflußten Schiebersteuerung ausgebildet ist. B.
  8. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber bei nicht erfolgreicher Synchronabschaltung das unter überdruck stehende Medium absperrt und den zur Wiederschließung des Stromkreises dienenden Energiespeicher wirksam werden läßt.
  9. 9. Hochleistungs-Synchronschalter nach den Ansprüchen 2 und 8, gekennzeichnet durch ein erstes, vom zu unterbrechenden Strom erregtes Magnetsystem, dessen Anker entgegen einer Federkraft auf den Schieber einwirkt, und durch ein zweites, vom gleichen Strom erregtes, größeres Magnetsystem, wobei beide Magnetsysteme Luftspalte solcher Größe aufweisen, daß im Bereich der Vorauslösung keine schädlichen Sättigungserscheinungen auftreten, ferner gekennzeichnet durch eine beide Magnetsysteme in gegenläufigem Sinne umschließende Wicklung mit gegenüber ihrer resultierenden Induktivität überwiegendem Widerstand derart, daß der magnetische Fluß im ersten Magnetsystem gegenüber dem zu unterbrechenden Strom voreilt.
  10. 10. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiederschließung des Stromkreises eine beim Ausschaltvorgang gespannte Feder wirksam wird.
  11. 11. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Impulsgeber, wovon der eine in an sich bekannter Weise beim Nulldurchgang eines gegenüber dem zu unterbrechenden Strom voreilenden Steuerstromes anspricht und die Ausschaltung bewirkt, während der zweite beim Nulldurchgang eines mit dem zu unterbrechenden Strom in Phase befindlichen Steuerstromes anspricht und die Wiedereinschaltung bei nicht erfolgreicher Synchronausschaltung bewirkt.
  12. 12. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeber in an sich bekannter Weise als Schaltdrosseln ausgebildet sind.
  13. 13. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeber als Transistorkippgeräte ausgebildet sind.
  14. 14. Hochleistungs-Synchronschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Abschaltung der Schaltraum in an sich bekannter Weise unter einem statischen Überdruck steht, der kleiner ist als der im Energiespeicher herrschende Druck. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 884 379.
DES63185A 1959-05-29 1959-05-29 Hochleistungs-Synchronschalter Pending DE1112160B (de)

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FR822917A FR1252489A (fr) 1959-05-29 1960-03-30 Interrupteur synchrone à haute puissance
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE884379C (de) * 1943-11-26 1953-07-27 Siemens Ag Schalteinrichtung

Patent Citations (1)

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DE884379C (de) * 1943-11-26 1953-07-27 Siemens Ag Schalteinrichtung

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