DE1118858B

DE1118858B - Leistungsschalter mit Parallelkapazitaeten

Info

Publication number: DE1118858B
Application number: DEA35664A
Authority: DE
Inventors: Dr Sc Math Paul Baltensperger
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1960-09-16
Filing date: 1960-09-26
Publication date: 1961-12-07
Also published as: CH380800A; US3192440A; BE608159A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A35664Vmd/21c

ANMELDETAG: 26. SEPTEMBER 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 7. DEZEMBER 1961

Die Erfindung betrifft Leistungsschalter mit Mehrfachunterbrechung, wobei den Unterbrechungsstellen Impedanzen parallel geschaltet sind. Diese haben die Aufgabe, bei den bekannten Ausführungen das Potential der wiederkehrenden Spannung gleichmäßig auf die Unterbrechungsstellen zu verteilen. Außerdem können sie die Frequenz der wiederkehrenden Spannung, insbesondere deren steilen Anstieg, dämpfen oder verflachen.

Zur Vergleichmäßigung des Potentials genügen kleine Kapazitäten oder hohe ohmsche Widerstände. Zur wirkungsvollen Verflachung des Anstiegs der wiederkehrenden Spannung dagegen müssen niederohmige Widerstände oder große Kapazitäten verwendet werden. Um beide Aufgaben erfüllen zu können, hat man bisher zusätzlich zu den Potentialverteilungskapazitäten niederohmige Widerstände parallel geschaltet. Die Dämpfung der wiederkehrenden Spannung kann man nun auch mit Hilfe von Kapazitäten erreichen, wenn diese einen genügend großen Wert besitzen. Dieser Wert soll möglichst der Restleitfähigkeit einer Schaltstrecke nach dem Abschalten entsprechen. Der dieser Leitfähigkeit entsprechende Restwiderstand wird bei steil ansteigender wiederkehrender Spannung durch den in ihm fließenden Strom aufgeheizt und kann auf diese Weise ein Wiederzünden verursachen, womit praktisch ein Versagen des Schalters verbunden sein kann. Um nun diese Folgeerscheinung der wiederkehrenden Spannung wirksam bekämpfen zu können, ist es nötig, einen Widerstand parallel zu schalten, welcher etwa von der gleichen Größe ist wie der Restwiderstand. Es hat sich nun gezeigt, daß auch hohe Kapazitäten den gleichen Erfolg bringen können, wobei aber noch weitere günstige Merkmale hinzukommen. Eine Kapazität verflacht nämlich das rasche Gegen-Null-gehen des Stromes bereits vor seinem Nulldurchgang, indem durch ihre Entladung ein Zusatzstrom durch den Lichtbogen entsteht. Der langsamere Strom-Nulldurchgang erleichtert dem Schalter die Lichtbogenlöschung. Auch im Verlauf der ansteigenden wiederkehrenden Spannung übernimmt die Kapazität den Strom, ähnlich wie ein niederohmiger Widerstand und entlastet dadurch die Schaltstrecke gleichzeitig mit der Verflachung der wiederkehrenden Spannung. Man hat aus diesem Grunde dem ganzen Schalter solche Kapazitäten zusätzlich parallel geschaltet, wobei aber der Nachteil vorhanden ist, daß zusätzlich zu den Potentialsteuerungsimpedanzen weitere Impedanzen vorgesehen werden müssen.

Es ist nun ferner bekanntgeworden, die Parallelkapazitäten für die Potentialsteuerung verschieden Leistungsschalter mit Parallelkapazitäten

Anmelder:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Qe.,
Baden (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 16. September 1960 (Nr. 10 495/60)

Dr. se. math. Paul Baltensperger,

Würenlos, Aargau (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

groß zu machen, um die verschiedenen Eigenkapazitäten der einzelnen Unterbrechungsstellen ausgleichen zu können.

Um nun den erwähnten Mehraufwand zu ersparen, wird für Leistungsschalter mit Parallelkapazitäten und Mehrfachunterbrechung, wobei die den einzelnen Unterbrechungsstellen parallel geschalteten Kapazitäten verschiedene Werte haben, vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß mindestens eine Unterbrechungsstelle eine Parallelkapazität hat, welche unabhängig von der Potentialverteilung über die einzelnen Ünterbrechungsstellen mindestens gleich dem dreifachen Wert der

Kapazitäten der übrigen Unterbrechungsstellen ist.

Hierdurch wird zwar die Potentialsteuerung in geringem Maße verschlechtert, es wird aber eine einfachere und billigere Ausführung erreicht, indem der der Verflachung des Anstiegs der wiederkehrenden Spannung dienende Kondensator nur für eine geringere Spannung ausgelegt zu werden braucht als bei den bekannten Ausführungen.

Man kann auch, wenn zur Potentialsteuerung auch Widerstände verwendet werden, mindestens die den großen Kapazitäten parallelliegenden Widerstände so auslegen, daß sie höchstens den dritten Teil der Widerstände an den übrigen Unterbrechungsstellen besitzen. Man kann sogar soweit gehen, die Parallelkapazität nur an einer einzigen Unterbrechungsstelle vorzusehen, wenn für die übrigen Unterbrechungsstellen die Eigenkapazität zur Potentialsteuerung genügt.

109 748/357

Mehrere Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1 bis 9 dargestellt.

In Fig. 1 sind zwei Unterbrechungsstellen 1 und 2 dargestellt, wobei der Unterbrechungsstelle 1 eine große Kapazität 3, der anderen eine kleine Kapazität 4 parallel liegt. In Fig. 2 besitzt nur die eine Unterbrechungsstelle eine Parallelkapazität, und zwar eine große, während die andere, 2, nur ihre eigene Kapazität hat. In Fig. 3 ist ein Leistungsschalter gezeigt, welcher neben den Kapazitäten auch Widerstände hat. Hierbei ist der Widerstands, welcher der großen Kapazität 3 parallel liegt, niederohmig, der Widerstand 6 dagegen hochohmig, wobei der Widerstand 6 mindestens dreimal so groß wie der Widerstand 5 sein muß. Der Widerstand 5 kann auch, wie Fig. 4 zeigt, beiden Unterbrechungsstellen gemeinsam parallel geschaltet sein. In den Fig. 5 und 6 sind Schalter mit mehr als zwei Unterbrechungsstellen dargestellt, bei denen die Kapazitäten 3.1 bis 3.n mindestens den dreifachen Wert haben wie die Kapazitäten 4.1 bis 4.m, und die Widerstände 5.1 bis S.n einen niederohmigeren Wert haben als die Widerstände 6.1 bis 6.m. m und η sind hierbei die Anzahl der zugehörigen Unterbrechungsstellen, wobei m und η verschieden oder gleich sein können. In Fig. 6 sind die beiden verschieden großen Widerstände 5 und 6 allen zugehörigen Unterbrechungsstellen parallel geschaltet. In Fig. 7 liegen auch die Kapazitäten 3 und 4 mehreren Unterbrechungsstellen gemeinsam parallel.

In Fig. 8 ist noch eine Möglichkeit dargestellt, bei welcher der Unterbrechungsstelle mit der kleineren Kapazität eine Induktivität 7 parallel geschaltet ist.

Der Vorteil dieser Anordnungen liegt darin, daß bei transitorischen wiederkehrenden Spannungen mit einer hohen Oberfrequenz von kleiner Amplitude, wie sie beim Abstandskurzschluß vorkommen, die eine Unterbrechungsstelle mit der großen Parallelkapazität den Strom unterbrechen kann (dank der langsam ansteigenden transitorischen wiederkehrenden Spannung über dieser Unterbrechungsstelle), während die in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen ihren Strom etwas (z. B. 1 ms) später ausschalten. Die große Kapazität wird dann nur kurzzeitig mit Spannung belastet, wobei diese Spannung reduziert ist und nur einen Bruchteil der betriebsfrequenten Polspannung beträgt.

Die Herstellungskosten des Kondensators mit großer Kapazität werden dadurch verringert. Selbst bei hohen Betriebsspannungen kann also die Isolationsfestigkeit erheblich kleiner gewählt werden. Man kann dann die gleichen Kondensatoren auch für mehrere Schaltertypen verschiedener Spannung verwenden.

Dies zeigt noch die Fig. 9, in welcher mehrere Schalter verschiedener Betriebsspannungen von 70 bis 40OkV dargestellt sind. Es wird hierfür immer die gleiche Kapazität 3 verwendet. Neben der Vereinfachung der Herstellung und Verringerung der Anzahl ergibt sich also auch noch eine Vereinfachung der Lagerhaltung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

!.Leistungsschalter mit Parallelkapazitäten und Mehrfachunterbrechung, wobei die den einzelnen Unterbrechungsstellen parallel geschalteten Kapazitäten verschiedene Werte haben, dadurch ge- kennzeichnet, daß mindestens eine Unterbrechungsstelle eine Parallelkapazität hat, welche unabhängig von der Potentialverteilung über die einzelnen Unterbrechungsstellen mindestens gleich dem dreifachen Wert der Kapazitäten der übrigen Unterbrechungsstellen ist.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1 mit den Kondensatoren parallel geschalteten ohmschen Widerständen, dadurch gekennzeichnet, daß die den großen Kapazitäten parallelliegenden Widerstände mindestens den dritten Teil des Widerstandswertes besitzen, wie die den kleinen Kapazitäten parallelliegenden Widerstände.
3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Kapazitäten nur parallel zu einer Unterbrechungsstelle vorgesehen sind, während die übrigen Unterbrechungsstellen nur ihre Eigenkapazität besitzen.
4. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Widerstand vorgesehen ist, welcher der Reihenschaltung aller Unterbrechungsstellen parallel liegt.
5. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände und Kapazitäten mehreren Unterbrechungsstellen parallel

liegen und die Kapazität parallel zu einer einzigen, aber beliebigen Unterbrechungsstelle mindestens den dreifachen Wert und der dazu parallel geschaltete Widerstand höchstens den dritten Teil des Widerstandswertes haben wie die entsprechenden den übrigen Unterbrechungsstellen parallel geschalteten Kapazitäten und Widerstände.
6. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Unterbrechungsstelle parallel geschaltete Induktivitäten besitzt, wobei diese Unterbrechungsstelle eine im Sinne der obigen Ansprüche große oder kleine Parallelkapazität haben kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen