DE1151041B - Arrangement for interrupting DC and AC circuits - Google Patents
Arrangement for interrupting DC and AC circuitsInfo
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Description
Es ist bekannt, bei Anordnungen zum Unterbrechen von Induktivitäten enthaltenden Gleichoder Wechselstromkreisen einen Impulskreis parallel zur Unterbrechungsstelle zu schalten, der mindestens einen bei geschlossener Unterbrechungsstelle geladenen Kondensator und Mittel zum Schließen und Öffnen des Impulskreises zur Abgabe eines dem abzuschaltenden Strom entgegengerichteten Impulsstromes im Augenblick der Stromunterbrechung aufweist. Solche Anordnungen werden erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß dem Kondensator eine aus einer Schaltstelle und einem ohmschen Widerstand bestehende Reihenschaltung parallel geschaltet ist, über die sich der Kondensator vor Erreichen einer für seine Isolationsfestigkeit gefährlichen Spannung bei der durch die im zu unterbrechenden Stromkreis vorhandene Induktivität verursachten, nach der Entladung des Kondensators über die Unterbrechungsstelle einsetzenden Umladung entlädt. It is known in arrangements for interrupting inductances containing equal or AC circuits to switch a pulse circuit parallel to the interruption point, which is at least a capacitor charged when the interruption point is closed and means for closing and opening the pulse circuit to emit a pulse current in the opposite direction to the current to be switched off at the moment of the current interruption. Such arrangements are improved according to the invention in that the capacitor has one a switching point and an ohmic resistor are connected in parallel in series, over which the capacitor moves before it reaches a voltage that is dangerous for its insulation strength at the inductance caused by the circuit to be interrupted after the discharge of the capacitor is discharged via the point of interruption.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Kapazität des Kondensators im Impulskreis allein nach dem Strom bemessen werden kann, den der Kondensator zur Erreichung eines Stromnulldurchganges zu liefern hat. Die Kapazität kann also auf den Nennausschaltstrom des Schalters abgestimmt werden. Auf die Spannung, die sich am Kondensator nach dem Unterbrechen des Stromkreises einstellt, braucht keine Rücksicht genommen zu werden, da durch den Parallelstromkreis aus Schaltstelle und ohmschen Widerstand eine unzulässig hohe Spannungsbeanspruchung des Kondensators vermieden wird.By the invention it is achieved that the capacitance of the capacitor in the pulse circuit alone after the current can be measured, which the capacitor to achieve a current zero crossing has to deliver. The capacity can therefore be matched to the nominal breaking current of the switch. on the voltage that appears on the capacitor after the circuit has been interrupted not to be taken into account, because of the parallel circuit of switching point and ohmic Resistance, an inadmissibly high voltage stress on the capacitor is avoided.
Bei einer bekannten Anordnung, bei der ein geladener Kondensator über eine Unterbrechungsstelle entladen wird, liegt in Reihe mit letzter eine Hilfsschaltstelle. Zu dieser ist ein Kondensator parallel geschaltet und ebenso ein ohmscher Widerstand. Beim Öffnen der Hilfsschaltstelle wird der Kondensator aufgeladen und der Widerstand in den Stromkreis eingeschaltet. Dann wird der aufgeladene Kondensator vom Widerstand abgeschaltet und über einen Entladewiderstand über die Unterbrechungsstelle entladen. Es fehlt bei dieser bekannten Einrichtung also ein Parallelweg zum Kondensator, der aus einer Schaltstelle und einem Widerstand besteht, über die sich der Kondensator nach Öffnen der Unterbrechungsstelle entlädt.In a known arrangement, in which a charged capacitor has an interruption point is discharged, there is an auxiliary switching point in series with the last. A capacitor is parallel to this switched and also an ohmic resistor. When the auxiliary switching point is opened, the capacitor charged and the resistor switched on in the circuit. Then the charged capacitor switched off by the resistor and discharged via a discharge resistor via the interruption point. It is missing from this known device So a parallel path to the capacitor, which consists of a switching point and a resistor, over which the capacitor discharges after opening the interruption point.
Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, der Parallelschaltung von Kondensator und Spannungsbegrenzungseinrichtung
mit Widerstand noch einen zusätzlichen Widerstand vorzuschalten. Hierfür wird
zweckmäßig ein in seinem Ohmwert veränderlicher Widerstand vorgesehen, und zwar derart, daß er
Anordnung zum Unterbrechen
von Gleich- und WechselstromkreisenUnder certain circumstances it can be useful to connect an additional resistor upstream of the parallel connection of capacitor and voltage limiting device with resistor. For this purpose, a resistor with a variable ohmic value is expediently provided, specifically in such a way that it has an arrangement for interrupting it
of DC and AC circuits
Anmelder:Applicant:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 17. Dezember 1953 (Nr. 113)Claimed priority:
Switzerland of December 17, 1953 (No. 113)
Dr.-Ing. Fritz Kesselring, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Fritz Kesselring, Zurich (Switzerland),
has been named as the inventor
während der Dauer des Impulsstromes von beispielsweise (1 ... 2) -10~4 s praktisch noch unverändert auf seinem Tiefstwert bleibt, während er beim anschließend auftretenden Ausgleichstrom seinen Wert erhöht. Als geeignet erweist sich beispielsweise ein Widerstand aus reinem Eisen oder Wolfram, da beide Werkstoffe sich durch einen hohen positiven Temperaturkoeffizienten auszeichnen. Bei Eisen läßt sich ohne Schwierigkeiten ein zehnfacher Wert des KaIt-Widerstandes erreichen, wodurch der abzuschaltende Reststrom in entsprechendem Maße verringert wird. Die Anordnung muß so getroffen werden, daß der Widerstand in der Lage ist, die frei werdende magnetische Energie des Stromkreises einschließlich der von der Stromquelle während der Abschaltung noch nachgelieferten Energie aufzunehmen.During the duration of the pulse current of, for example (1 ... 2) -10 ~ 4 s, it remains practically unchanged at its lowest value, while it increases its value when the compensating current occurs. For example, a resistor made of pure iron or tungsten has proven to be suitable, since both materials are characterized by a high positive temperature coefficient. In the case of iron, a tenfold value of the KaIt resistance can be achieved without difficulty, whereby the residual current to be switched off is reduced accordingly. The arrangement must be made so that the resistor is able to absorb the released magnetic energy of the circuit including the energy still supplied by the power source during the shutdown.
Beim Abschaltvorgang tritt im allgemeinen mindestens eine einmalige Umladung des Kondensators im Impulskreis auf. Hierdurch ergibt sich infolge der dielektrischen Nachwirkung eine wesentlich erhöhte elektrische Beanspruchung. Es muß daher ein für entsprechend höhere Spannung bemessener Kondensator verwendet werden, was sich preislich ungünstig auswirkt. Dieser Nachteil kann nun dadurch vermieden werden, daß die Spannungsbegrenzungseinrichtung schon vor der Umladung des Kondensators, frühestens jedoch beim Nulldurchgang des resultierenden Stromes in der Unterbrechungsstelle wirksam wird, wobei die Spannungsbegrenzung am Kondensator aufrechterhalten bleibt, bis der Impulskreis wieder unterbrochen ist, was beispielsweise durch einen Hilf sschalter im Impulskreis geschehen kann.During the shutdown process there is generally at least one charge reversal of the capacitor in the pulse circle. As a result of the dielectric after-effect, this results in a significantly increased electrical stress. A capacitor rated for a correspondingly higher voltage must therefore be used can be used, which is unfavorable in terms of price. This disadvantage can now be avoided that the voltage limiting device is already used before the capacitor is recharged, effective at the earliest, however, at the zero crossing of the resulting current in the interruption point the voltage limit on the capacitor is maintained until the pulse circuit is interrupted again, which can be done, for example, by an auxiliary switch in the pulse circuit.
309 619/196309 619/196
3 43 4
Beim Abschalten von Gleichstromkreisen kann es Höchstwert Üc und klingt von da an auf den WertWhen switching off DC circuits, the maximum value U c can occur and from then on it sounds at the value
zweckmäßig sein, dem Reststrom, der sich zunächst — U ab. Die resultierende Spannung Ur= U + Uc istbe expedient, the residual current, which is initially - U from. The resulting voltage U r = U + U c
als z. B. exponentiell abklingender Gleichstrom ein- in Fig. 3 unten gestrichelt eingezeichnet und klingtas z. B. exponentially decaying direct current drawn in dashed lines in Fig. 3 below and sounds
. stellt, einen Wechselstrom zu überlagern, derart, daß mit der Zeit auf Null ab, so daß der Hilfsschalter 9. is to superimpose an alternating current, in such a way that over time to zero, so that the auxiliary switch 9
mindestens ein Nulldurchgang entsteht. Dies kann 5 beispielsweise im Zeitpunkt E (s. Fig. 3) unter sehrat least one zero crossing occurs. This can, for example, at time E (see FIG. 3) under very low
beispielsweise dadurch geschehen, daß der aus dem günstigen Bedingungen geöffnet werden kann.for example happen that the can be opened from the favorable conditions.
Kondensator des Impulskreises und den zusätzlichen Aus Fig. 3 erkennt man deutlich, daß die Konden-Capacitor of the pulse circuit and the additional ones From Fig. 3 it can be clearly seen that the condensate
im Netz vorhandenen Induktivitäten entstehende satorspannung im Zeitpunkt D eine Spannung er-in the network existing inductances resulting generator voltage at time D generates a voltage
Schwingungskreis durch den veränderlichen Licht- reicht, die je nach der Größe der magnetischen bogenwiderstand der Spannungsbegrenzungseinrich- io Energie und der Größe der Kapazität des Konden-Oscillatory circuit through the changeable light-ranges that vary according to the size of the magnetic arc resistance of the voltage limiting device and the size of the capacitance of the condenser
tungen zum Schwingen angestoßen wird. sators 8 recht beträchtliche Werte annehmen kann.vibrations is triggered. sators 8 can assume quite considerable values.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele Entweder müßte man die Kapazität des Kondensa-The drawing shows some exemplary embodiments. Either the capacitance of the condenser should be
der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 ist eine tors bedeutend vergrößern oder einen Kondensatorof the invention shown schematically. Fig. 1 is a significantly enlarge gate or capacitor
erste Ausführungsform, deren Wirkungsweise an für wesentlich höhere Spannung wählen; beides ist Hand der Strom- und Spannungsdiagramme der 15 unwirtschaftlich. Die letztere Maßnahme ist meistfirst embodiment, whose mode of operation can be selected for significantly higher voltage; is both Hand of the current and voltage diagrams of FIG. 15 uneconomical. The latter measure is mostly
Fig. 2 und 3 erläutert wird, während die Fig. 4 eine auch noch unzulässig, da Spannungen über etwa derFig. 2 and 3 is explained, while Fig. 4 is also inadmissible, since voltages above about the
weitere Ausführungsmöglichkeit wiedergibt. 2,5fachen Betriebsspannung zu einer Gefährdung dershows another possible execution. 2.5 times the operating voltage to endanger the
In Fig. 1 bedeutet 1 eine Gleichstromquelle der Anlage führen können. Hier setzt nun die Abhilfe-Spannung Ό, 2 die Belastung mit dem Widerstand R maßnahme nach der Erfindung ein, indem parallel zu und 3 eine im Stromkreis vorhandene Induktivität L. 20 dem Kondensator 8 eine Spannungsbegrenzungs-4 ist die Unterbrechungsstelle in Form eines Schal- einrichtung angeordnet wird, die beispielsweise bei ters, bestehend aus der Strombrücke 5 und den fest- der l,5fachen Betriebsspannung Us entsprechend stehenden Kontakten 6 und 7. Der Impulskreis be- dem Zeitpunkt S (s. Fig. 3) zum Ansprechen kommt, steht aus dem Kondensator 8, dem Hilfsschalter 9 Hierdurch kann erreicht werden, daß die Spannung und einem Entladewiderstand 10. Parallel zum Kon- 25 am Kondensator praktisch auf den Wert Us begrenzt densator 8 liegt die Spannungsbegrenzungseinrich- wird. Gleichzeitig wird aber mit dem Ansprechen der tung U, bestehend aus der Funkenstrecke 12 in Funkenstrecke 12 zusätzlich noch der Widerstand 13 Form eines Hörnerableiters und dem Widerstand 13. in den Kreis eingeschaltet, indem nun ein wesent-In Fig. 1, 1 means a direct current source of the system can lead. Here, the remedial voltage Ό, 2 the load with the resistor R measure according to the invention, in that parallel to and 3 an inductance L. device is placed, for example, at ters, consisting of the current bridge 5 and the fixed the l, 5 times the operating voltage U s corresponding to stationary contacts 6 and 7. the pulse circuit loading the time S (s. Fig. 3) is to respond, stands from the capacitor 8, the auxiliary switch 9 This can be achieved that the voltage and a discharge resistor 10. Parallel to the capacitor is practically limited to the value U s capacitor 8 is the voltage limiting device. At the same time, however, with the response of the device U, consisting of the spark gap 12 in the spark gap 12, the resistor 13 in the form of a horn arrester and the resistor 13 are switched on in the circuit, by now a substantial
Im normalen Betrieb ist der Schalter 4 geschlossen, licher Teil der ursprünglich in der Induktivität 3 ander Hilfsschalter 9 geöffnet und der Kondensator 8 30 gesammelten magnetischen Energie vernichtet wird,In normal operation, the switch 4 is closed, Licher part of that originally in the inductance 3 other Auxiliary switch 9 is opened and the capacitor 8 30 collected magnetic energy is destroyed,
durch eine nicht gezeichnete Ladeeinrichtung auf die Es fließt dann ein Reststrom /', der durch diea residual current / 'flows through the
durch + und — gekennzeichnete Polarität aufgela- Reihenschaltung der Widerstände 2, 10 und 13 ge-polarity marked by + and --- series connection of resistors 2, 10 and 13
den. Es fließt dann ein Strom I = I0 (Fig. 3), der im geben ist und leicht so gehalten werden kann, daß erthe. There then flows a current I = I 0 (FIG. 3), which is given and can easily be held in such a way that it
wesentlichen gegeben ist durch den Quotienten 17/2?. beispielsweise durch die Hörnerfunkenstrecke 12 Soll nun der Strom I0 unterbrochen werden, so wird 35 selbsttätig abgeschaltet wird. Sollte dies nicht deris essentially given by the quotient 17/2 ?. for example through the horn spark gap 12 If the current I 0 is now to be interrupted, 35 is automatically switched off. Shouldn't this be the
zunächst der Schalter 9 geschlossen (vgl. Zeitpunkt A Fall sein, so kann der Hilfsschalter 9 derart ausge-first switch 9 is closed (cf. time point A , if the case A, the auxiliary switch 9 can be
in Fig. 2). Es entsteht dann ein Impulsstrom /,·, der bildet sein, daß er in der Lage ist, den Reststrom,in Fig. 2). An impulse current /, · arises, which makes it possible for it to be able to absorb the residual current,
im Schalter 4 dem Strom Z0 entgegenfließt. Der resul- der nur einen kleinen Bruchteil des Nennstromes be-in switch 4 the current Z 0 flows in the opposite direction. The result is only a small fraction of the nominal current
tierende Strom I1. fällt ab, erreicht bei A einen ersten, trägt, abzuschalten.tating current I 1 . falls off, reaches a first at A , carries on, to switch off.
bei B einen zweiten NuEdurchgang. Der Schalter 4 40 In Fig. 4 bedeutet 40 eine Gleichstromquelle, 41 soll nun so beschaffen sein, daß der resultierende die Belastung, 42 eine Induktivität, 43 den Haupt-Strom Ir mindestens beim zweiten Nulldurchgang B schalter mit der Strombrücke 44, den feststehenden endgültig unterbrochen wird. Von diesem Zeitpunkt Kontakten 45 und 46 und der Ausschaltwicklung 47. an fließt nun der Strom (vgl. Fig. 1) von der Strom- Der Hilfsschalter 48 besteht aus den beiden Hauptquelle 1 über den Widerstand 10, den Kondensator 8, 45 elektroden 49 und 49' nebst der Zündelektrode 50 den Schalter 9, die Belastung 2 und die Induktivi- und der Schaltbrücke 51. Die Elektrode 49' und die tat 3, wobei die Stromquelle 1 und der Kondensator 8 Zündelektrode 50 liegen an der Sekundärwicklung 52 in Reihe geschaltet sind, so daß als wirkende Span- eines Wandlers 53, dessen Primärspule 54 im Hauptnung die Summe ü + Ucg vorhanden ist, wobei Uco Stromkreis liegt. 55 ist der Kondensator, 56 und 57 die Spannung am Kondensator im Zeitpunkt B ent- 50 sind Widerstände, 58 ist eine Lichtbogenlöscheinsprechend Fig. 3 bedeutet. Unter dem Einfluß dieser richtung mit der Blasspule 59. erhöhten Spannung steigt der Strom /zunächst an (vgl. Wird die Schaltbrücke 51 des Hilfsschalters 48 Zeitpunkt B in Fig. 3), erreicht im Zeitpunkt C ein beispielsweise von Hand nach rechts bewegt, so erstes Maximum, fällt dann ab bis D und klingt von schließt sich der Impulskreis, wobei gleichzeitig die da an entsprechend der durch den Widerstand 10 und 55 Ausschaltspule 47 des Hauptschalters 43 erregt wird, die Belastung 2 gegebenen Dämpfung ab. Der Kon- Bei mäßiger Induktivität 42 tritt eine insbesondere densator 8 (vgl. Fig. 1) entlädt sich zunächst; seine durch den Widerstand 56 gedämpfte Schwingung auf, Spannung U0 ist nach Angabe des Impulsstromes auf ohne daß die Löscheinrichtung 58 zum Ansprechen Uc0 (s. Fig. 3, unteres Diagramm) abgefallen und kommt, während bei großer magnetischer Energie an nimmt nun weiter ab bis zur vollständigen Entladung 60 der Löscheinrichtung 58 ein Lichtbogen auftritt, woim Zeitpunkte entsprechend dem Höchstwert des durch zusätzlich der Widerstand 57 eingeschaltet Stromes/ und damit der maximalen magnetischen wird. Nach dem Erlöschen des Lichtbogens unterEnergie in der Induktivität 3. Nun entlädt sich die stützt durch die magnetische Blasung mit Hilfe der magnetische Energie über den Belastungswider- Spule 59 kann der Hilfsschalter 48 strom- und spanstand 2, den Entladewiderstand 10 auf den Konden- 65 nungslos geöffnet werden. Eine automatische Absator 8, wobei er umgeladen wird. Im Augenblick, da schaltung wird mit HiKe des Wandlers 53 bewirkt, der Strom / Null wird (vgl. Zeitpunkt D in Fig. 3), Steigt nämlich der Strom in der Primärwicklung erreicht die Kondensatorspannung ihren negativen plötzlich an, so wird in der Sekundärwicklung 52 eineat B a second NuE pass. The switch 4 40 in Fig. 4 40 means a direct current source, 41 should now be such that the resulting load, 42 an inductance, 43 the main current I r at least at the second zero crossing B switch with the current bridge 44, the fixed is finally interrupted. From this point in time contacts 45 and 46 and the switch-off winding 47. the current now flows (see 49 'in addition to the ignition electrode 50, the switch 9, the load 2 and the inductive and switching bridge 51. The electrode 49' and the tat 3, the current source 1 and the capacitor 8, the ignition electrode 50 being connected to the secondary winding 52 in series , so that the effective span of a transducer 53, the primary coil 54 of which is the sum of U + U cg , where U co is the circuit. 55 is the capacitor, 56 and 57 are the voltage across the capacitor at time point B. 50 are resistors, 58 is an arc extinguishing function as shown in FIG. Under the influence of this direction with the blowout coil 59. boosted voltage rises, the current / next (cf.. If the switching bridge 51 of the auxiliary switch 48 at the time B in Fig. 3), reached at the time C a move, for example, by hand to the right, first Maximum, then drops to D and sounds like the pulse circle closes, at the same time the load 2 given attenuation is excited by the resistor 10 and 55 opening coil 47 of the main switch 43. At moderate inductance 42 occurs, a particular capacitor 8 (see FIG. 1) initially discharges; its oscillation damped by the resistor 56, voltage U 0 has dropped according to the indication of the pulse current without the quenching device 58 for response U c0 (see Fig. 3, lower diagram) and comes, while with high magnetic energy now continues from until the extinguishing device 58 is completely discharged 60 an arc occurs, at which point in time corresponding to the maximum value of the current switched on by the resistor 57, and thus the maximum magnetic current. After the arc has been extinguished under energy in the inductance 3. Now the supported by the magnetic blowing with the help of the magnetic energy via the load resistor coil 59, the auxiliary switch 48 can current and voltage level 2, the discharge resistor 10 on the condensate 65 without voltage be opened. An automatic Absator 8, where it is reloaded. At the moment when the switching is effected with the HiKe of the converter 53, the current becomes / zero (cf. time D in FIG. 3) one
hohe Spannung erzeugt, wodurch ein Überschlag zwischen den Elektroden 49' und 50 entsteht, dem sofort die Zündung eines Lichtbogens zwischen den Elektroden 49 und 49' folgt. Von da ab verläuft der Vorgang wieder in der geschilderten Weise.generated high voltage, creating a flashover between the electrodes 49 'and 50, the immediately the ignition of an arc between the electrodes 49 and 49 'follows. From then on it runs Process again in the manner described.
Claims (6)
Deutsche Patentschriften Nr. 521636, 588 204, 517;Considered publications:
German Patent Nos. 521636, 588 204, 517;
britische Patentschrift Nr. 366 966.French Patent No. 707,718;
British Patent No. 366,966.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH312401T | 1953-03-25 | ||
CH319739T | 1953-12-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1151041B true DE1151041B (en) | 1963-07-04 |
Family
ID=47178429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES41856A Pending DE1151041B (en) | 1953-03-25 | 1954-12-08 | Arrangement for interrupting DC and AC circuits |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1151041B (en) |
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