DE1160923B

DE1160923B - Switching device for interrupting alternating currents

Info

Publication number: DE1160923B
Application number: DEA39610A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Giovanni Induni
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-02-14
Filing date: 1962-03-02
Publication date: 1964-01-09
Also published as: US3293496A; JPS4718498B1; CH390347A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H 02 cBoarding school Class: H 02 c

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

Deutsche Kl.: 21c-35/07German class: 21c -35/07

A 39610 VIIId/21 cA 39610 VIIId / 21 c

2. März 1962March 2, 1962

9. Januar 1964January 9, 1964

Die Erfindung betrifft eins Schalteinrichtung zur Unterbrechung von Wechselströmen, bei der dem im eingeschalteten Zustand vorwiegend der Stromführung dienenden, willkürlich betätigbaren Hauptschalter zwei Nebenzweige parallel geschaltet sind, die jeweils ein elektrisches Ventil und in Reihe hierzu einen Zweigunterbrecher enthalten, wobei die elektrischen Ventile entgegengesetzte Durchlaßrichtungen besitzen.The invention relates to a switching device for interrupting alternating currents, in which the im Switched on state, mainly the power supply serving, arbitrarily operable main switch two branches are connected in parallel, each with an electric valve and a branch breaker in series included, wherein the electric valves have opposite flow directions.

Es sind Schalteinrichtungen bekanntgeworden, bei denen der Hauptschalter gleichzeitig oder mit einer gewissen Zeitvoreilung gegenüber den beiden Zweigschaltern geöffnet wird, so daß infolge der in den Zweigen liegenden antiparallel geschalteten Gleichrichter stets jeweils an einem der beiden Zweigschalter ein Ausschaltlichtbogen auftritt, der erst während der nächsten Halbwelle erlischt. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß die in den beiden Zweigen liegenden Schalter als Leistungsschalter oder zumindest als Lastschalter ausgebildet sein müssen.There are switching devices become known in which the main switch at the same time or with a Certain time advance with respect to the two branch switches is opened, so that as a result of the in the Rectifiers connected antiparallel to each branch are always connected to one of the two branch switches a breaking arc occurs, which only goes out during the next half-wave. These bodies have the disadvantage that the switches located in the two branches are used as power switches or at least must be designed as a load switch.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Schalteinrichtung anzugeben, bei der sowohl am Hauptschalter als auch an den beiden Zweigunterbrechern, keine Leistungsunterbrechung und damit praktisch keine Lichtbogenbildung auftritt.It is an object of the invention to provide a switching device in which both the main switch as also at the two branch breakers, no power interruption and thus practically none Arcing occurs.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß mindestens eine auf die Zweigströme ansprechende und mindestens zwei weitere auf die über dem Hauptschalter auftretende Einschwingspannung ansprechende Einrichtungen vorgesehen sind, die mit den Zweigunterbrechem in Verbindung stehen derart, daß die Auftrennung der Nebenzweige jeweils nur innerhalb derjenigen Stromhalbwellen erfolgt, für die der jeweilige Nebenzweig durch sein elektrisches Ventil gesperrt ist.According to the invention it is proposed that at least one responsive to the branch flows and at least two more responsive to the transient voltage occurring across the main switch Devices are provided which are connected to the branch breakers in such a way that that the separation of the secondary branches takes place only within those current half-waves for which the respective secondary branch is blocked by its electrical valve.

Die neue Einrichtung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.The new device is explained using a few exemplary embodiments.

Fig. 1 stellt ein Beispiel der neuen Schalteinrichtung dar;Fig. 1 shows an example of the new switching device dar;

Fig. 2 zeigt ein Stromdiagramm, auf das bei der Beschreibung der Arbeitsweise der neuen Einrichtung Bezug genommen wird;Fig. 2 shows a current diagram to which the Description of the operation of the new facility is referred to;

Fig. 3 stellt ein weiteres Beispiel der neuen Schalteinrichtung dar, bei dem die auf die Einschwingspannung ansprechenden Einrichtungen einzeln parallel geschaltet sind;Fig. 3 shows a further example of the new switching device, in which the on the transient voltage responsive devices are individually connected in parallel;

Fig. 4 stellt ein weiteres Beispiel der neuen Schalteinrichtung dar, bei dem eine auf die Zweigströme ansprechende Einrichtung im gemeinsamen Strompfad der Zweige liegt;Fig. 4 shows a further example of the new switching device, in which one on the branch currents appealing facility is in the common current path of the branches;

F i g. 5 zeigt ein Stromdiagramm, auf das in der Beschreibung des Beispiels gemäß F i g. 4 Bezug genommen wird.F i g. FIG. 5 shows a current diagram referred to in the description of the example according to FIG. 4 referenced will.

Schalteinrichtung zum Unterbrechen von
WechselströmenSwitching device for interrupting
Alternating currents

Anmelder:Applicant:

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,Public company Brown, Boveri & Cie.,

Baden (Schweiz)Baden (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,

München 23, Dunantstr. 6Munich 23, Dunantstr. 6th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Giovanni Induni, Baden (Schweiz)Dipl.-Ing. Giovanni Induni, Baden (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 14. Februar 1962 (Nr. 1774)Switzerland of February 14, 1962 (No. 1774)

In F i g. 1 bedeutet 1 den Hauptschalter, durch den im eingeschalteten Zustand der mit i bezeichnete Wechselstrom fließt. In den Nebenzweigen befinden sich jeweils elektrische Ventile 2 und 3 mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen. In Reihe zu ihnen liegen die Zweigunterbrecher 4 und 5, deren Antriebe 4 a, Sa schematisch angedeutet sind. Mit 6 und 7 sind die auf den jeweiligen Zweigstrom ansprechenden Einrichtungen bezeichnet, wobei die Einrichtung 6 über den Antrieb Sa mit dem Zweigunterbrecher 5 und die Einrichtung 7 über den Antrieb 4 a mit dem Zweigunterbrecher 4 in Verbindung steht. Die Einrichtungen 6 und 7 können in diesem Falle z. B. als Stromauslöser ausgebildet sein. Mit 8 und 9 sind Einrichtungen angedeutet, die in diesem Falle in Reihe geschaltet skid und als solche parallel zum Hauptschalter 1 liegen. Sie stehen über die Antriebe 4 a, Sa mit den Zweigunterbrechern 4, 5 in Verbindung. Die Einrichtungen 8, 9 sind so ausgebildet, daß sie auf die über dem Hauptschalter 1 auftretende Einschwingspannung ansprechen, in dem gewählten Beispiel z. B. als Spannungsauslöser.In Fig. 1 means 1 is the main switch through which the alternating current marked i flows when switched on. In the secondary branches there are electric valves 2 and 3 with opposite flow directions. In series with them are the branch breakers 4 and 5, the drives 4 a, Sa are indicated schematically. With 6 and 7, the devices responding to the respective branch flow are designated, the device 6 being connected to the branch breaker 5 via the drive Sa and the device 7 being connected to the branch breaker 4 via the drive 4 a. The devices 6 and 7 can in this case, for. B. be designed as a current release. With 8 and 9 devices are indicated, which in this case are connected in series and are parallel to the main switch 1 as such. They are connected to the branch breakers 4, 5 via the drives 4 a, Sa. The devices 8, 9 are designed so that they respond to the transient voltage occurring across the main switch 1, in the example chosen, for. B. as a voltage release.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schalteinrichtung ist folgende: Es sei angenommen, daß sich im Betriebszustand der Hauptschalter 1 und die Zweigunterbrecher 4, 5 in Einschaltstellung befinden. Wird der Hauptschalter 1 zu einem beliebigen Zeitpunkt geöffnet, beispielsweise zur Zeit t_x gemäß Fig. 2, in dem gerade die positive Halbwelle des Wechselstromes i fließt, so fließt der Strom über denThe mode of operation of the switching device described is as follows: It is assumed that, in the operating state, the main switch 1 and the branch circuit breakers 4, 5 are in the on position. If the main switch 1 is opened at any point in time, for example at time t _x according to FIG. 2, in which the positive half-wave of the alternating current i is flowing, the current flows through the

309 778/32?309 778/32?

Nebenzweig 6,2,4 weiter, da das elektrische Ventil 2 hierfür leitend ist. Die auf ihren Zweigstrom ansprechende Einrichtung bewirkt nun das Öffnen des Zweigunterbrechers 5, z. B. im Zeitpunkt t₂ in Fig. 2. Die Zeitdifferenz zwischen t.-, und I₁ ist durch den Ausschaltverzug der Einrichtung 6 in Verbindung mit dem Zweigunterbrecher 5 bedingt. Das Öffnen des Zweigunterbrechers 5 geschieht dabei praktisch leistungslos, und damit ohne Lichtbogenbildung, so-Sub-branch 6,2,4, since the electric valve 2 is conductive for this. The device responsive to its branch current now causes the branch breaker 5 to open, e.g. B. ₂ at the time t in FIG. 2. The time difference between t., and I ₁ is caused by the off delay of the device 6 in communication with the affiliate crusher. 5 The opening of the branch breaker 5 takes place practically without power, and thus without arcing, so-

ansprechenden Einrichtungen 6, 7 und keiner schnellen Zweigunterbrecher 4, 5.appealing devices 6, 7 and no fast branch breakers 4, 5.

Die Einrichtungen 6. 7 können erfindungsgemäß auch derart ausgebildet werden, daß sie in an sich 5 bekannter Weise nur auf eine Abnahme ihres Zweigstromes ansprechen. Ihr Arbeitsbereich ist dadurch nur auf die jeweilige Viertelwelle eingeschränkt, in F i g. 2 beispielsweise auf den Bereich vom zwischenThe devices 6. 7 according to the invention can also be designed in such a way that they in per se 5 respond in a known manner only to a decrease in their branch current. Your workspace is through it limited only to the respective quarter-wave, in F i g. 2, for example, to the area from between

₁ und t., liegenden Scheitel der Stromhalbwelle bis lange i., vor dem Stromnulldurchgang i._ä erfolgt, da io zum Stromnulldurchgang/,. Für das stromlose Öffnen während der positiven Stromhalbwelle das elektrische des Zweigunterbrechers 5 innerhalb der nächsten, auf Ventil 3 sperrt. Da die Stromhalbwelle vom Zeit- den Zeitpunkt t_u folgenden Halbwelle, ergibt sich aus punkt f., an ihre Polarität wechselt, der Nebenzweig den gleichen Betrachtungen wie oben, für den zu-5, 3, 7 aber, wie beschrieben, bereits geöffnet ist. lässigen Ausschaltverzug eine untere Grenze von baut sich über dem Hauptschalter 1 die Einschwing- 15 einer Dreiviertelperiode und als obere Grenze eine spannung auf, da das elektrische Ventil 2 während Periode. Es ist ersichtlich, daß man für das Öffnen der negativen Halbwelle sperrt. Damit erhalten auch z. B. des Zweigunterbrechers 5 auch hierbei den Bedie Einrichtungen 8, 9 Spannung, z. B. im Zeitpunkt reich der dritten, vierten usw. positiven Stromhalb- t_x gemäß Fig. 2, so daß die Einrichtung 9 den welle wählen kann, so daß man die untere und obere Zweigunterbrecher 4 z. B. im Zeitpunkt t- leistungs- 20 Grenze für den zulässigen Ausschaltverzug jeweils los öffnet. Die Zeitdifferenz zwischen t. und t_i ist um eine, zwei usw. Perioden beliebig vergrößern hier ebenfalls durch den Ausschaltverzug der Ge- kann. ₁ and t., Lying apex of the current half-wave until long i., Before the current zero crossing i. _ä takes place, since io to the current zero crossing / ,. For the currentless opening during the positive current half-wave, the electrical circuit breaker 5 blocks valve 3 within the next. Since the current half-wave from the time t _u following the half-wave results from point f., Its polarity changes, the secondary branch follows the same considerations as above, for which to-5, 3, 7, however, as described, is already open . permissible switch-off delay a lower limit of, the transient 15 of a three-quarter period builds up over the main switch 1 and a voltage builds up as the upper limit, since the electric valve 2 during the period. It can be seen that the opening of the negative half-wave is blocked. This also z. B. the branch breaker 5 also here the control devices 8, 9 voltage, z. B. at the time rich of the third, fourth, etc. positive current half t _x according to FIG. B. at the time t-power- 20 limit for the permissible switch-off delay opens in each case. The time difference between t. and t _i can be increased by one, two, etc. periods as required, also due to the switch-off delay.

rate 9 und 4 bedingt. Das Ansprechen der Einrich- Die auf die Einschwingspannung ansprechendenrate 9 and 4 conditional. The response of the setup The responsive to the settling voltage

tung 8 hat hierbei insofern keine Auswirkung, als Einrichtungen 8 und 9 sind mit ihren zugeordneten der Zweigunterbrecher 5, wie bereits erwähnt, vorher 25 Zweigunterbrechern 5 und 4 hinsichtlich des Ausgeöffnet hatte. schaltverzuges erfindungsgemäß so abgestimmt, daß Sofern der willkürliche Öffnungszeitpunkt Z₁ gemäß der Ausschaltverzug höchstens eine Viertelperiode Fig. 2 des Hauptschalters kurz vor dem Stromnull- beträgt. Dadurch ist sichergestellt, daß im gewählten durchgangt._} zu liegen kommt, können sich infolge Beispiel nach Fig. 1 der Zweigunterbrecher4 nach des nicht beliebig klein zu haltenden Ausschalter- 30 dem Ansprechen der Einrichtung 9 spätestens bis zuges insoweit Schwierigkeiten ergeben, als sich der zum Stromnulldurchgaüg /_(j gemäß F i g. 2 öffnet. Es Öffmmgszeilpunkt t._z des Zweigunterbrechers 5 in die ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, das Öffnen negative Halbwelle" verschiebt, wodurch der Zweig- des Zweigunterbrechers 4 während der folgenden unterbrecher 5 nicht mehr leistungslos öffnen würde. negativen Stromhalbwelle vorzunehmen. Es steht Um dem zu begegnen, wird als weitere Verbesserung 35 damit ein Ausschaltverzug von mindestens einer erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die auf die Periode und höchstens fünf Viertelperioden zur Ver-Zweigströme ansprechenden Einrichtungen 6 und 7 fügung. Es ist leicht ersichtlich, daß man in analoger so ausgebildet sind, daß sie in an sich bekannter Weise, wie vorstehend für das Zusammenspiel zwi-Weise nur auf eine Zunahme ihres Zweigstromes sehen den auf die Zweigströme ansprechenden Einansprechen. Ihr Arbeitsbereich ist dadurch nur auf 40 richtungen mit ihren Zweigunterbrechern beschrieben, die jeweilige erste Viertelwelle eingeschränkt, in ebenso hier die übernächste usw. negative Stromhalb-Fig. 2 beispielsweise auf den Bereich vom Dia- welle wählen kann, so daß man die untere und obere grammnullpunkt bis zu dem zwischen t_t und i., lie- Grenze für den zulässigen Ausschaltverzug jeweils genden Scheitel der ersten Siromhalbwelle, so daß in um eine, zwei usw. Perioden beliebig vergrößern diesem Falle mindestens ein Ausschaltverzug von 45 kann.device 8 has no effect here, as devices 8 and 9 are with their associated branch breaker 5, as already mentioned, 25 branch breakers 5 and 4 had previously opened with regard to the. switching delay according to the invention so coordinated that if the arbitrary opening time Z ₁ according to the switch-off delay is at most a quarter period Fig. 2 of the main switch shortly before current zero. This ensures that in the selected passage t. _} comes to rest, as a result of the example according to FIG. 1 of the branch breaker 4 after the breaker 30, which cannot be kept arbitrarily small, the response of the device 9 at the latest up to the extent that difficulties arise as the current zero passage / _(j according to FIG. 2 opens. There opening line point t. _{Z of} the branch interrupter 5 is further provided according to the invention, the opening shifts the negative half-wave, so that the branch of the branch breaker 4 would no longer open without power during the following breaker 5. To make a negative current half-wave To counter this, the invention proposes a switch-off delay of at least one as a further improvement 35 that the devices 6 and 7 responding to the period and at most five quarter periods for branch currents are added that they in a known manner, as above for the interaction between -Wise only to an increase in their branch currents see the response to the branch currents. Your working area is thus only described in 40 directions with their branch breakers, the respective first quarter wave is restricted, also here the next but one, etc., negative current half-fig. 2, for example, can select the range from the dia- wave, so that the lower and upper gram zero point up to the apex of the first sirom half-wave, which is between t _t and i., Lie limit for the permissible switch-off delay, so that in two etc. periods arbitrarily increase in this case at least a switch-off delay of 45 can.

einer Viertelperiode zur Verfügung steht. Hierbei ist In den Fällen, wo man an einer raschen Unterangenommen worden, daß der Zweigunterbrecher 5 brechung der Wechselströme interessiert ist. werden bereits vor dem Zeitpunkt t₃ öffnen soll. Um jedoch als Zweigunterbrecher Vakuumschalter vorgesehen. bezüglich des raschen Arbeitens der Einrichtun- In F i g. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dera quarter period is available. Here, in those cases where a rapid undertaking has been undertaken, the branch breaker 5 is interested in breaking the alternating currents. are supposed to open before time t _3. However, to be provided as a branch breaker vacuum switch. regarding the rapid operation of the facility. 3 is another embodiment of FIG

gen 6, 7 und der Zweigunterbrecher 4, 5 keine beson- 50 neuen Schalteinrichtung dargestellt. Es werden die deren Anforderungen stellen zu müssen, wird als gleichen Bezugszahlen für die einzelnen Bestandteile weitere Verbesserung vorgeschlagen, die Einrichtun- verwendet wie in Fig. 1. wobei als Erweiterung zu gen 6, 7 und die Zweigunterbrecher 4, 5 so auszu- Fig. 1. die mit den Zweigunterbrechern 4. 5 in Verbilden, daß ihr Ausschaltverzug mindestens eine bindung stehenden Hilfsschalter II, 10 hinzugefügt Periode und höchstens fünf Viertelperioden beträgt, 55 sind. Die auf die Einschwingspannung ansprechenden wobei man sich die Möglichkeit zunutze macht, daß Einrichtungen 8, 9 liegen in diesem Falle einzeln z. B. die Einrichtung 6, wie oben beschrieben, zwar parallel zum Hauptschalter 1, wobei für ihre Ab-gen 6, 7 and the branch breaker 4, 5 no special 50 new switching device is shown. It will be the Their requirements are used as the same reference numbers for the individual components further improvement proposed, the facility used as in Fig. 1. with as an extension to gen 6, 7 and the branch breakers 4, 5 as shown in Fig. 1. those with the branch breakers 4. 5 in connection, that their switch-off delay at least one binding auxiliary switch II, 10 is added Period and a maximum of five quarter periods, 55 are. The ones that respond to the settling voltage taking advantage of the fact that devices 8, 9 are in this case individually z. B. the device 6, as described above, although parallel to the main switch 1, whereby for their shutdown

in der ersten Viertelperiode anspricht, der Zweigunterbrecher 5 jedoch erst während der zweiten positiven Halbwelle, nämlich während der auf den Strom- 60 nulldurchgang t_e folgenden, öffnet. Es ist ersichtlich,
daß man ebenso gut für das Öffnen z. B. des Zweigunterbrechers 5 den Bereich der dritten, vierten usw.
positiven Stromhalbwelle wählen kann, so daß manresponds in the first quarter period, but the branch circuit breaker 5 only opens during the second positive half-wave, namely during the one following the current 60 zero crossing t _e. It can be seen
that you can just as well for opening z. B. the branch breaker 5 the area of the third, fourth, etc.
positive current half-wave can choose, so that one

steuerung die Hilfsschalter 10.11 jeweils in Reihe geschaltet sind.control, the auxiliary switches 10.11 are each connected in series are.

Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung nach Fig. 3 ist die gleiche wie die unter Fig. 1 beschriebene; es erfolgt jedoch zusätzlich eine Abtrennung der Einrichtungen 8, 9 durch die als Öffner ausgebildeten Hilfsschalter 10,11 derart, daß diese in derThe mode of operation of the switching device according to FIG. 3 is the same as that described under FIG. 1; however, the devices 8, 9 are also separated off by the openers Auxiliary switch 10, 11 such that this is in the

die untere und obere Grenze für den zulässigen Aus- 6_S Ausschaltstellung der Schalteinrichtung nicht mehr schaltverzug jeweils um eine, zwei usw. Perioden be- dauernd unter Spannung stehen und damit eine vollliebig vergrößern kann. Es bedarf somit keiner be- ständige galvanische Trennung der unterbrochenen sonders rasch arbeitenden, auf den Zweigstrom Netzteile erreicht wird.the lower and upper limit for the permissible off 6 _S off position of the switching device are no longer switched delayed by one, two, etc. periods each time, and can thus increase one completely. There is therefore no need for constant galvanic separation of the interrupted, particularly rapidly operating, branch power supply units.

i 160i 160

Fig. 4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung dar. Es wurden wiederum die gleichen Bezeichnungen wie in F i g. 3 benutzt. In Erweiterung zu F i g. 3 stehen jedoch die Einrichtungen 6,7, die in diesem Falle in vorteilhafter Weise z. B. als Stromauslöser ausgebildet sind, mit der polarisierten Umschaltvorrichtung 12 in Verbindung, die ihrerseits mit der Einrichtung 13 verbunden ist. Diese enthält als Bestandteile den Auslöseimpulsgeber 13«, den Stromabbildner 13 b und den Stromwandler 13 c, über den die Einrichtung 13 mit dem gemeinsamen Strompfad der Nebenzweige in Verbindung steht.FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the switching device according to the invention. Again, the same designations have been used as in FIG. 3 used. In addition to FIG. 3, however, are the facilities 6.7, which in this case advantageously z. B. are designed as a current release, with the polarized switching device 12 in connection, which in turn is connected to the device 13. This contains as components the trigger pulse generator 13 ″, the current mapping 13 b and the current transformer 13 c, via which the device 13 is connected to the common current path of the secondary branches.

Die Wirkungsweise dieser Schalteinrichtung nach F i g. 4 ist folgende: Im geschlossenen Zustand führt der Hauptschalter 1 praktisch allein den Strom. Sobald er in einem willkürlichen Zeitpunkt, z. B. t_x gemäß F i g. 5 geöffnet wird, erzeugt der Stromabbildner 13 b in an sich bekannter Weise einen phasentreuen, amplitudenbregrenzten Steuerstrom i_s, der gemaß F i g. 5 z. B. im Zeitpunkt t_z während der positiven Stromhalbwelle die Umschaltvorrichtung 14 vorbereitend in die mit + bezeichnete Stellung bringt. Der Auslöseimpulsgeber 13 α erzeugt in an sich bekannter Weise annähern im Stromnulldurchgang einen Auslöseimpuls, gemäß F i g. 5 z. B. im Zeitintervall Λ t, das durch t₃ und i₄ begrenzt wird. Dadurch wird über den Auslöser 7 der Zweigunterbrecher 4 z. B. im Zeitpunkt i₅ leistungslos geöffnet. Als Ausschaltverzug steht somit nahezu eine halbe Periode zur Verfügung, und zwar das Zeitintervall zwischen t_i und t_Q. In analoger Weise ist, wie unter Fig. 1 beschrieben, auch hier die Verwendung weniger rascher Auslöser 6, 7 und Zweigunterbrecher 4, S möglich, sofern man z. B. den Öffnungszeitpunkt für den Zweigunterbrecher 4 in eine der nachfolgenden negativen Halbwellen verlegt.The mode of operation of this switching device according to FIG. 4 is as follows: In the closed state, the main switch 1 practically alone carries the current. As soon as he is at an arbitrary point in time, e.g. B. t _x according to FIG. 5 is opened, the current image generator 13 b generates in a manner known per se a phase-true, amplitude-limited control current i _s , which according to F i g. 5 z. B. at the time t _z during the positive current half-wave, the switching device 14 prepares in the position marked +. The trigger pulse generator 13 α generates, in a manner known per se, a trigger pulse approximately at the current zero crossing, according to FIG. 5 z. B. in the time interval Λ t, which is limited by t ₃ and i _4. As a result, the branch breaker 4 z. B. opened at time i ₅ without power. Almost half a period is thus available as the switch-off delay, namely the time interval between t _i and t _Q. S 1 is in an analogous manner as described under FIG., Also here the use of less rapidly trigger 6, 7 and Affiliates breaker 4, it is possible, if one z. B. relocated the opening time for the branch breaker 4 in one of the subsequent negative half-waves.

Bei einer Abänderung der beschriebenen Anordnung nach F i g. 4, sind die beiden Spannungspfade 8, 10 bzw. 9,11 unmittelbar dem Hauptschalter 1 parallel geschaltet, nämlich zwischen diesem und der Einrichtung 13 angeschlossen. Für das Einschalten kann die Schalteinrichtung in bekannter Weise durch einen getrennten Antrieb betätigt werden, wobei zweckmäßigerweise der Hauptschalter und die Zweigunterbrecher etwa gleichzeitig eingelegt werden.If the arrangement described according to FIG. 4, the two voltage paths 8, 10 and 9, 11 are connected directly in parallel to the main switch 1, namely connected between this and the device 13. For switching on, the switching device can be operated in a known manner by a separate drive, the main switch and the branch circuit breaker being suitably inserted approximately at the same time.

Die neue Schalteinrichtung ist nicht auf die Verwendung von mechanischen Schaltern als Zweigunterbrecher beschränkt. Es können die Zweigunterbrecher als schaltkontaktlose Unterbrecher, z. B. als magnetisch bzw. elektrisch beeinflußte Halbleiter-Schaltelemente, ausgebildet sein, die eine magnetisch bzw. elektrisch gesteuerte Sperrschicht besitzen, deren Widerstand sich in bekannter Weise unter Einwirkung eines Magnetfeldes bzw. elektrischen Feldes in erheblichem Maße, z. B. um einige Größenordnungen, verändert. Bei einer Abänderung der beschriebenen Anordnung nach F i g. 1 stellen für diesen Fall 4 und 5 solche Halbleiter-Schaltelemente dar, wobei die Einrichtungen 6, 7, 8 und 9 derart ausgebildet sind, daß sie auf ihre zugeordneten Schaltelemente 5 und 4 mittels eines geeigneten Magnetfeldes bzw. elektrischen Feldes eine stromsperrende Wirkung ausüben. Die Wirkungsweise ist dann folgende: Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt der Haupt- schalter 1, welcher z. B. selbst als Halbleiter-Schaltelement ausgebildet sein kann, unterbricht, so übernimmt der jeweilige Nebenzweig 6-2-4, dessen elektrisches Ventil 2 für die momentane Stromhalbwelle leitend ist, den Strom. Dieser Strom fließt zunächst bis zum nächsten Nulldurchgang, während der andere Nebenzweig 5-3-7 durch das Ventil 3 stromlos ist, wobei sein Schaltelement 5 über die Einrichtung 6 einen Dauersperrbefehl erhält. Wenn nun der Strom seine Richtung umkehrt, so findet er den Nebenzweig 5-3-7 gesperrt, obwohl das elektrische Ventil 3 nun leiten würde. Der Nebenzweig 6-2-4 ist jetzt durch das Ventil 2 gesperrt. Es baut sich nunmehr über dem Hauptschalter 1 die Einschwingspannung auf, wodurch über die Einrichtungen 8 und 9 die Sperrbefehle an den Zweigunterbrechern 4, 5 aufrechterhalten werden.The new switching device is not limited to the use of mechanical switches as branch breakers. The branch circuit breaker can be used as a switch contactless breaker, e.g. B. as magnetically or electrically influenced semiconductor switching elements, which have a magnetically or electrically controlled barrier layer, the resistance of which increases in a known manner under the action of a magnetic field or electric field to a considerable extent, eg. B. changed by a few orders of magnitude. If the arrangement described according to FIG. 1, 4 and 5 represent such semiconductor switching elements in this case, the devices 6, 7, 8 and 9 being designed in such a way that they exert a current-blocking effect on their associated switching elements 5 and 4 by means of a suitable magnetic field or electric field. The mode of operation is then as follows: If at any point in time the main switch 1, which z. B. can itself be designed as a semiconductor switching element, interrupts, then the respective secondary branch 6-2-4, whose electric valve 2 is conductive for the current half-wave, takes over the current. This current initially flows until the next zero crossing, while the other branch 5-3-7 is de-energized through valve 3, its switching element 5 receiving a permanent blocking command via device 6. If the current now reverses its direction, it will find the branch 5-3-7 blocked, although the electric valve 3 would now conduct. The secondary branch 6-2-4 is now blocked by valve 2. The transient voltage now builds up across the main switch 1, as a result of which the blocking commands to the branch circuit breakers 4, 5 are maintained via the devices 8 and 9.

In den gezeichneten Ausführungsbeispielen ist die neue Schalteinrichtung jeweils für einphasige Stromkreise dargestellt. Es ist klar, daß sie ebenso auf Zwei-, Drei- und Mehrphasenkreise angewendet werden kann.In the illustrated embodiments, the new switching device is for single-phase circuits shown. It is clear that it applies to two-, three- and multi-phase circles as well can be.

Die neue Schalteinrichtung hat gegenüber den bekannten Ausführungen den Vorteil, daß sie als Hauptschalter und Zweigschalter einfache und raumsparende Geräte zu verwenden gestattet, da an sie keine Anforderungen bezüglich Schaltvermögen gestellt zu werden brauchen. Infolge der Freizügigkeit hinsichtlich des Ausschaltverzuges sind auch träge Auslöseeinrichtungen und Zweigunterbrecher verwendbar, wobei sogenannte Synchronsteuerungen nicht benötigt werden. Als Anwendungsgebiet bei höheren Strömen und Spannungen bieten sioh insbesondere Stufenschalteinrichtungen für Transformatoren, Schweißeinrichtungen u. dgl. an, während bei Verwendung von Halbleiter-Schaltelementen die neue Schalteinrichtung insbesondere in der Regeltechnik einen Fortschritt darstellt.The new switching device has the advantage over the known designs that they as Main switches and branch switches allow simple and space-saving devices to be used because they are connected to them no requirements regarding switching capacity need to be made. As a result of freedom of movement With regard to the switch-off delay, slow release devices and branch breakers can also be used, so-called synchronous controls are not required. As an application area for Higher currents and voltages are offered in particular by tap changers for transformers, Welding devices and the like, while when using semiconductor switching elements the new Switching device, especially in control technology, represents a step forward.

Claims

Patent claims:

1. Switching device for the interruption of alternating currents, in which the switched on State predominantly the power supply serving, arbitrarily operable main switch two Secondary branches are connected in parallel, each having an electric valve and one in series with this Branch breakers included, with the electrical valves opposite flow directions own, characterized that at least one responsive to the branch streams and at least two more responsive to the over the main switch occurring transient voltage responsive devices provided are, which are connected to the branch breakers in such a way that the separation of the Secondary branches only occur within those current half-waves for which the respective Branch is blocked by its electric valve.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that as a branch breaker Vacuum switches are provided.

3. Switching device according to claim 1, characterized in that as a branch breaker Switch-contactless breakers are used.

4. Switching device according to claim 1, characterized in that the responsive to the branch currents Device to which the current path common to the secondary branches is connected.

5. Switching device according to claim 1, characterized in that the responsive to the branch currents Facility is divided between the two secondary branches and connected to them.

6. Switching device according to claim 4, characterized in that the device consists of one Current mapper, a polarized switching device and a trigger pulse generator consists in such a way that the current mapper supplies a phase-correct, amplitude-limited control current Actuation of the polarized switching device generated and this the trip circuit for the im each currentless branch switches through the breaker, whereby the trigger pulse itself is delivered approximately in the current zero crossing.

7. Switching device according to claim 5, characterized in that the device in each The secondary branch is designed as a current release that only responds to an increase in its branch current and is connected to the breaker of the other branch.

8. Switching device according to claim 7, characterized in that the current release only on a decrease in its branch current responds.

9. Switching device according to claim 7, characterized in that the current release including of its interrupter has a switch-off delay (tripping time plus operating time) of at most one Owns quarter period.

10. Switching device according to claim 9, characterized in that the switch-off delay is at least one period and a maximum of five quarter periods.

11. Switching device according to claim 8, characterized in that the current release including its breaker, a switch-off delay of at least three quarters of a period and has at most one period.

12. Switching device according to claim 1, characterized in that the transient voltage responsive devices are individually connected in parallel to the main switch, wherein in series with them one actuated by their associated branch breaker, as an opener trained auxiliary switch is provided.

13. Switching device according to claim 12, characterized in that the transient voltage appealing devices are designed as a voltage release and including their respectively assigned breaker a switch-off delay of a maximum of a quarter period own.

14. Switching device according to claim 13, characterized in that the switch-off delay is at least one period and a maximum of five quarter periods.

Considered publications:
German patent specifications No. 638 981, 690 145.

For this purpose, 1 sheet of drawings