DE1271258B - Synthetische Pruefschaltung zur Pruefung der Ausschaltleistung von Hochspannungsschaltern - Google Patents

Synthetische Pruefschaltung zur Pruefung der Ausschaltleistung von Hochspannungsschaltern

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DE1271258B
DE1271258B DE19631271258 DE1271258A DE1271258B DE 1271258 B DE1271258 B DE 1271258B DE 19631271258 DE19631271258 DE 19631271258 DE 1271258 A DE1271258 A DE 1271258A DE 1271258 B DE1271258 B DE 1271258B
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Germany
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capacitor
switch
voltage
terminal
pole
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Pending
Application number
DE19631271258
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Eckhard Pflaum
Dipl-Ing Hauw-Hian Tan
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/333Testing of the switching capacity of high-voltage circuit-breakers ; Testing of breaking capacity or related variables, e.g. post arc current or transient recovery voltage
    • G01R31/3333Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3336Synthetic testing, i.e. with separate current and voltage generators simulating distance fault conditions

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

  • Synthetische Prüfschaltung zur Prüfung der Ausschaltleistung von Hochspannungsschaltern Zusatz zur Anmeldung: S 80764 IX d/21 e -Auslegeschrift 1 180841 Gegenstand der Hauptpatentanmeldung S 80764 IX d/ 21 e ist eine synthetische Prüfschaltung zur Prüfung der Ausschaltleistung von Hochspannungsschaltern mit einer Hochstrom- und einer Hochspannungsquelle, bei der der Hochstromkreis im Anschluß an den Nulldurchgang des Hochstromes zunächst die wiederkehrende Spannung liefert und erst nach dem Nulldurchgang des Hochstromes die Hochspannungsquelle zur Bildung der wiederkehrenden Spannung herangezogen wird. Gemäß der Hauptpatentanmeldung ist ein parallel zum Hilfsschalter, gegebenenfalls in Reihe mit einem ohmschen Widerstand liegender Kondensator über eine gesteuerte Schalteinrichtung und einen Widerstand (ohmschen und/oder induktiven) mit der Hochspannungsquelle verbunden, und es wird die gesteuerte Schalteinrichtung erst nach dem Nulldurchgang des Hochstromes geschlossen. Wird als Hochspannungsquelle ein Kondensator verwendet, so muß dieser vor der Ausführung der Prüfung geladen werden. Die dazu erforderliche zweipolige Ladeeinrichtung müßte, wenn sie unmittelbar mit den beiden Klemmen des Kondensators verbunden würde, zweipolig gegen Erde isoliert sein.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung, bei der nur eine einpolige Isolierung des Ladegerätes erforderlich ist. Gemäß der Erfindung ist nur eine Klemme des als Hochspannungsquelle dienenden Kondensators unmittelbar mit dem einen Pol einer Ladeeinrichtung verbunden, deren anderer Pol, ebenso wie die nicht mit dem Hilfsschalter verbundene Klemme des zu prüfenden Schalters geerdet ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nur eine Verbindung zwischen einer Kondensatorklemme und dem einen Pol der Ladeeinrichtung zu erfolgen braucht, da während der Aufladung des Kondensators vor Beginn der synthetischen Prüfung die Verbindung der anderen Klemme des Kondensators mit dem zweiten Pol der Ladeeinrichtung über den noch geschlossenen Hilfsschalter und den noch geschlossenen zu prüfenden Schalter oder über letzten allein und Erde hergestellt wird.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Soweit die Teile mit denen der Hauptpatentanmeldung übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • In F i g. 1 ist mit 1 der zu prüfende Schalter, mit 2 der mit ihm in Reihe liegende Hilfsschalter bezeichnet. Diese Reihenschaltung liegt parallel zur Sekundärwicklung eines Transformators 3, dessen Primärwicklung über eine Begrenzungsdrosselspule 4 und einen Schalter 5 an den Generator 6 angeschlossen ist. Im Hochstromkreis liegt parallel zur Sekundärwicklung des Transformators 3 die Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand 7 und einem Kondensator 9. Der Generator 6 bildet mit dem Transformater 3 die Hochstromquelle, die den geforderten Ausschaltstrom für den zu prüfenden Schalter bei einer gegenüber der Nennspannung des Schalters geringeren Spannung liefert.
  • Der Hochspannungskreis besteht aus dem Kondensator 10, der die Hochspannungsquelle bildet, dem Kondensator 13 und dem ohmschen Widerstand 14, deren Reihenschaltung parallel zum Hilfsschalter 2 liegt, der gesteuerten Funkenstrecke 16 und der Drosselspule 15, an deren Stelle auch ein ohmscher oder ein ohmscher und induktiver Widerstand treten kann. Die Funkenstrecke 16 besitzt eine Zündelektrode 17. Diese ist über ein Steuergerät 18, z. B. einen Kondensator oder Gleichrichter, an einen ohmschen Widerstand 20 angeschlossen. In Reihe zu diesem liegt eine Funkenstrecke 19. Diese Reihenschaltung liegt parallel zu der Reihenschaltung aus dem zu prüfenden Schalter 1 und dem Hilfsschalter 2 derart, daß die eine (obere) Klemme des Widerstandes 20 mit der einen (oberen) Klemme des Hilfsschalters 2 verbunden ist. Die obere Klemme des Kondensators 10 ist mit dem einen Pol der Ladeeinrichtung 21 dauernd verbunden, die im Ausführungsbeispiel aus dem Transformator 22, dem Kondensator 23 und den beiden Gleichrichtern 24 und 25 besteht. Die Gleichrichter und der Kondensator sind in der bekannten Villard-Schaltung angeordnet. Die andere Klemme der Ladeeinrichtung, d. h. im Ausführungsbeispiel die untere Klemme der Sekundärwicklung des Transformators 22, ist geerdet, ebenso die nicht mit dem Hilfsschalter verbundene Klemme des zu prüfenden Schalters 1.
  • Vor der Vornahme eines Versuches mit der synthetischen Prüfschaltung wird der Kondensator 10 aufgeladen. Hierzu wird in bekannter Weise die Primärspannung des Transformators 22 stetig erhöht, bis der KondensatorlO die erforderliche Spannung besitzt.
  • Die Verbindung der unteren Klemme des Kondensators mit dem zweiten geerdeten Pol der Ladeeinrichtung erfolgt im Ausführungsbeispiel über den noch geschlossenen Schalter 1 bzw. über den noch geschlossenen Schalter 2 und die Sekundärwicklung des Transformators 3 und Erde. Die Ladeeinrichtung braucht daher nur einpolig gegen Erde isoliert zu sein. Die Messung der Gleichspannung erfolgt über einen einpolig geerdeten Strommesser27, der über einen Widerstand 26 an die obere Klemme des Kondensators 10 angeschlossen ist. Wenn der Kondensator 10 aufgeladen ist, wird der Primärkreis des Transformators 22 unterbrochen, und die synthetische Prüfung kann beginnen.
  • Hierzu wird der geöffnete Schalter 5 geschlossen.
  • Dann erhalten die beiden Schalter 1 und 2 den Ausschaltbefehl. Sie werden von einem Strom gespeist, der von der Hochstromquelle geliefert wird, deren Spannung aber geringer ist als die Nennspannung des Schalters. Beim ersten oder einem der folgenden Nulldurchgänge des Hochstromes haben die Kontakte der Schalter die Löschdistanz erreicht, wobei in an sich bekannter Weise dafür gesorgt werden muß, daß bis zu diesem Zeitpunkt die Lichtbögen in beiden Schaltern brennen. Es-tritt nunmehr nach dem Nulldurchgang des Hochstromes an den beiden Schaltern 1 und 2 die wiederkehrende Spannung des Hochstromkreises auf. Sie teilt sich auf die beiden Schalter 1 und 2 im Verhältnis der Kapazität des Kondensators 13 zur Eigenkapazität des Schalters 1 auf. Man wird die Kapazität des Kondensators 13 wesentlich größer, z. B. zehn- oder hundertmal größer wählen als die Eigenkapazität des Schalters 1, so daß die wiederkehrende Spannung des Hochstromkreises fast vollständig an dem Schalter 1 liegt. Durch entsprechende Wahl der Spannung des Hochstromkreises, d. h. der Spannung der Sekundärwicklung des Transformators, der Frequenz und Dämpfung des Hochstromkreises wird erreicht, daß die wiederkehrende Spannung am Schalter 1, die vom Hochstromkreis geliefert wird, den geforderten Verlauf besitzt, d. h. einen Verlauf, wie er z. B. durch Prüfvorschriften oder Auflagen des Verbrauchers vorgeschrieben wird. Die Frequenz des Hochstromkreises wird im wesentlichen bestimmt durch die Induktivität der Drosselspule 4 (einschließlich der Streuinduktivität des Generators und Transformators) und die Kapazität des Kondensators 9, die Dämpfung im wesentlichen durch den ohmschen Widerstand 7. Sobald diese wiederkehrende Spannung einen bestimmten Wert erreicht hat, also nach dem Nulldurchgang des Hochstromes, beispielsweise kurz vor Erreichen ihres ersten Maximums, schlägt die Funkenstrecke 19 durch, und es entsteht am Widerstand 20 impulsartig eine Spannung. Dieser Impuls wird über das Steuergerät 18 der Zündelektrode 17 zugeführt, so daß die Funkenstrecke 16 durchschlägt.
  • Es entsteht nunmehr in dem Hochspannungskreis eine Schwingung. Durch den Schwingstrom wird die Spannung an der Reihenschaltung von Kondensator 13 und Widerstand 14 zunächst vermindert und dann in ihrer Richtung umgekehrt, so daß sie die gleiche Richtung wie die wiederkehrende Spannung des Hochstromkreises am Schalter 1 hat. Die Kondensatoren 13 und 10, die Induktivität 15 und die Höhe und Polarität der Ladespannung des Kondensators 10 werden so bemessen, daß man den geforderten weiteren Verlauf der wiederkehrenden Spannung, wie in der Hauptpatentanmeldung beschrieben, an dem Schalter 1 erhält. Diese Spannung ist gleich der Summe der Spannung an der Reihenschaltung von Kondensator 13 und Widerstand 14 und der wiederkehrenden Spannung des Hochstromkreises. Man erreicht dieselben Spannungsverhältnisse wie sie in den F i g. 2 und 3 der Hauptpatentanmeldung dargestellt sind.
  • In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die der F i g. 1 entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Zum Unterschied von der Anordnung nach Fig. 1 liegt die Reihenschaltung aus Induktivität 15 und der Funkenstrecke 16 einerseits an dem Verbindungspunkt zwischen dem Hilfsschalter und dem zu prüfenden Schalter und andererseits an der unteren Klemme des Kondensators 10, die unmittelbar mit dem einen Pol der Ladeeinrichtung 21 verbunden ist, deren anderer Pol (obere Klemme der Sekundärwicklung des Transformators 22) geerdet ist. Die Ladeeinrichtung ist wieder in der bekannten Villard-Schaltung geschaltet. Ein Strommesser 27 ist wieder mit der einen Klemme geerdet und mit der anderen Klemme über einen Widerstand 26 mit der unteren Klemme des Kondensators 10 verbunden, so daß der Ausschlag des Strommessers 27 ein Maß für die Spannung des Kondensators 10 ist. Die Aufladung des Kondensators erfolgt vor dem Versuch mit der synthetischen Prüfschaltung über die noch geschlossenen Schalter 1 und 2 bzw. über die Sekundärwicklung des Transformators 3 und Erde und die Verbindung zwischen der einen (unteren) Klemme des Kondensators mit dem einen Pol der Ladeeinrichtung.
  • Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie die der Schaltung nach F i g. 1.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Synthetische Prüfschaltung zur Prüfung der Ausschaltleistung von Hochspannungsschaltern nach Patentanmeldung S 80764 lXd/21e (deutsche Auslegeschrift 1 180 841), bei der ein parallel zum Hilfsschalter, gegebenenfalls in Reihe mit einem ohmschen Widerstand liegender Kondensator über eine gesteuerte Schalteinrichtung und einen Widerstand (ohmschen und/oder induktiven) mit der Hochspannungsquelle verbunden ist und diese Schalteinrichtung erst nach dem Nulldurchgang des Hochstromes geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Klemme des - als Hochspannungsquelle die nenden Kondensators unmittelbar mit den einen Pol einer Ladeeinrichtung verbunden ist, deren anderer Pol ebenso wie die nicht mit dem Hilfsschalter verbundene Klemme des zu prüfenden Schalters geerdet ist.
  2. 2. Synthetische Prüfschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus Widerstand und Schalteinrichtung einerseits mit dem Verbindungspunkt zwischen dem zu prüfenden Schalter und dem Hilfsschalter, andererseits mit der Klemme des als Hochspannungsquelle dienenden Kondensators verbunden ist, die an den einen Pol der Ladeeinrichtung unmittelbar angeschlossen ist.
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