DE1275118B - Elektrischer Leistungsschalter fuer die Anlagen- und Netztechnik - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-36/18

Nummer: 1275118

Aktenzeichen: P 12 75 118.7-31 (E 27738)

Anmeldetag: 7. September 1964

Auslegetag: 14. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Leistungsschalter für die Anlagen- und Netztechnik mit einem elektronischen Schaltelement als Hauptschaltelement, welches in Serie mit einem Trennschalter geschaltet ist.

Bei einer bekannten elektrischen Wechselstromschaltanordnung dieser Bauart wird als elektronisches Schaltelement ein Transistor benutzt, der die Abschaltung des Stromes vornimmt, während der Trennvorgang von einem mechanischen Schalter vorgenommen wird. Der Transistor soll dabei den Schaltvorgang unter weitgehender Schonung des mechanischen Schalters durchführen bzw. die Möglichkeit schaffen, einen vorhandenen Schalter durch einen Schalter niedrigerer Belastbarkeit zu ersetzen. Infolge der gegenwärtig noch begrenzten Strombelastbarkeit der Halbleiterelemente ist eine solche Wechselschaltanordnung für sehr hohe Leistungen nicht geeignet. Bei der bekannten Schaltanordnung sind daher zusätzlich Maßnahmen vorgesehen, um betriebsmäßig nicht zu erwartende Uberbelastungen, beispielsweise infolge von Kurzschlüssen, von den Transistorschaltern fernzuhalten. Zu diesem Zweck sind Sicherungen vorgesehen, welche die betriebsmäßig nicht zu erwartenden hohen Ströme abschalten. An Stelle der Sicherungen soll bei der bekannten Schaltanordnung das Abschalten auch mit einem der Schalter unter Zulassung von Lichtbogen vorgenommen werden, so daß an diesen mechanischen Schalter die Belastung aufgenommen wird, während die Halbleiterschaltelemente in diesem Fall entlastet sind.

Es ist daher nicht möglich, mit der bekannten Wechselstromschaltanordnung einen elektrischen Leistungsschalter aufzubauen, der Stromstärken in der Größenordnung von mehreren 10 000 von Ampere zu schalten hat. Die bekannte Schaltungsanordnung kann jedenfalls mit den derzeit bekannten Halbleiterelementen in Verbindung mit elektronischen Schaltungen bis zu Stromstärken in der Größenordnung von etwa 1000 Ampere benutzt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Leistungsschalter für Hochspannungsverteilernetze zu schaffen, bei denen die Abschaltung beträchtlich höherer Leistungen gefordert wird, als sie mit der bekannten Schaltanordnung aus den vorstehend genannten Gründen zu beherrschen sind, z. B. für eine Kurzschlußabschaltung von 30 000 MVA bei 270 kV.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem elektrischen Leistungsschalter der eingangs ge-Elektrischer Leistungsschalter für die Anlagen-
und Netztechnik

Anmelder:

The English Electric Company Limited, London Vertreter:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Dipl.-Ing. G. Koch
und Dr. T. Haibach, Patentanwälte,
8000 München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Jack Keyes Brown,

Vincent Alfred Hughes,

Thomas Brian Burnett, Stafford (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 12. September 1963
(35 983, 35 985)

nannten Bauart dadurch gelöst, daß das Hauptschaltelement als Supraleitelement ausgebildet ist, das mit Hilfe eines Magnetfeldes geschaltet wird. Dieses Supraleitelement, dessen Widerstandswert während des Schaltvorganges zwischen einem Widerstandswert von Null und einem sehr hohen Widerstandswert geändert wird, arbeitet völlig geräuschlos und kann daher im Gegensatz zu den bekannten Druckgasschaltern auch in der Nähe von bewohnten Häusern benutzt werden. Das Supraschaltelement besitzt keine beweglichen Teile und ist keiner Lichtbogenbildung zwischen Kontakten ausgesetzt. Trotzdem hat sich gezeigt, daß ein mit einem solchen Supraleitelement ausgestatteter Leistungsschalter mit geringeren Kosten herstellbar ist, als ein herkömmlicher Leistungsschalter für die genannten hohen Abschaltleistungen.
Da das Supraschaltelement einen sehr hohen Widerstandswert annehmen kann, kann zur Abschaltung des Reststromes ein Schaltelement mit relativ niedrigen Werten Verwendung finden.

Ein nach der Erfindung ausgebildeter Schalter einschließlich Lager und Kühleinrichtung kann auf einem Raum von etwa 2 X 2 X 2,75 m untergebracht werden. Vergleichbare Dreiphasendruckgasleistungsschalter für 400 kV Hochspannungs-

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leitungen sind dagegen 10 m lang, 9 m breit und 7 m F i g. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungshoch. Außerdem ist bei derartigen herkömmlichen form der erfindungsgemäßen Schaltanordnung, Schaltern die Anordnung von parallelen Wider- F i g. 4 ein Diagramm, das die Spannung und den

Standsschaltern von insgesamt etwa zwölf pro Phase Fehlerstrom in Abhängigkeit von der Zeit bei einer erforderlich, und es muß eine Druckgasquelle vor- 5 Abschaltung der Schaltanordnung nach Fig. 3 zeigt, handen sein, wobei außerdem die Schaltfolge von F i g. 5 eine schematische Schnittansicht eines

Haupt- und Widerstandsunterbrechern sichergestellt Supraleitschalters, sein muß. Demgegenüber ist der Aufwand für den . Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI gemäß erfindungsgemäßen Leistungsschalter trotz der Not- F i g. 5,

wendigkeit der Kühlung bis in die Nähe des absolu- io F i g. 7 ein Einzelteil der F i g. 5, ten Nullpunktes wesentlich geringer. F i g. 8 eine schematische perspektivischer Ansicht,

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die einen Teil des Schalters gemäß F i g. 5 und 6 zeigt, die Schaltanordnung derart getroffen werden, daß F i g. 9 eine Einzelansicht einer anderen Ausfüh-

parallel zu der aus Supraleitelement und im Normal- rungsform, betrieb offenem Trennschalter bestehenden Reihen- 15 Fig. 10 einen Schnitt nach der LinieX-X gemäß schaltung ein im Normalbetrieb geschlossener Lei- F i g. 9,

stungsschalter liegt und daß in Reihe zu dieser Fig. 11 eine der Fig. 9 entsprechende Ansicht

Parallelschaltung ein weiterer, im Normalbetrieb ge- eines anderen Ausführungsbeispiels, schlossener Leistungsschalter liegt. F i g. 12 eine Ausführungsform der Steuerwick-

Das Supraleitelement befindet sich normalerweise 20 lung bei der Anordnung gemäß Fig. 11, unter der Sprungtemperatur, so daß sein Widerstands- Fig. 13 eine andere Ausführungsform des Suprawert Null ist. Bei der Abschaltung wird dann zu- leitelements.

nächst der parallelliegende Leistungsschalter geöff- Die in der Zeichnung dargestellte Schaltanordnung

net, der dann nach Schließen des in Reihe mit dem ist für Starkstromanlagen, z. B. zum Einbau in eine Supraleitelement liegenden Schalters entlastet wird, 25 Übertragungsleitung zwischen einem Transformator worauf das Supraleitelement umschaltet, wonach 11 und der Leitung 12 eines 400-kV-Systems, gedann der in Reihe mit der Parallelschaltung liegende eignet.

Schalter den Reststrom trennt. Die Schaltanordnung weist einen normalerweise ge-

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfin- schlossenen Leistungsschalter 13 bekannter Bauart dung ist die Anordnung derart getroffen, daß parallel 30 auf, z. B. einen hoch belastbaren Gasstromschalter, zu dem Supraleitelement ein Kondensator und ein zu dem ein Supraleitschalter 14 in Reihe mit einem ohmscher Widerstand geschaltet sind. Dabei fällt, normalerweise offenen Leistungsschalter 15 in einen wenn das Supraleitelement in den Zustand mit hohem Parallelkreis 16 geschaltet ist. In Reihe mit der vor-Widerstand geschaltet wird, der hindurchfließende stehend beschriebenen Anordnung liegt ein weiterer Strom rapid ab, und der Kondensator verhindert das ₃₅ Leistungsschalter 17. Die Leistungsschalter 15 und 17 Auftreten einer hohen Spannung über dem Supraleit- können von bekannter Bauart sein und müssen in der element, und die von dem kurzzeitig fließenden Strom Belastung entsprechend angepaßt sein. Der Supraleitherrührende Energie wird in dem Parallelwiderstand schalter 14 wird weiter unten im einzelnen beverteilt, nicht aber in dem Supraleitelement selbst. schrieben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfin- 40 Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um das Supradung ist die bauliche Ausbildung derart getroffen, leitelement des Supraleitschalters 14 unter der daß das Supraleitelement als ununterbrochenes Band Sprungtemperatur zu halten, die bei Niob bei 9° K in einer großen Zahl von Windungen aufgewickelt liegt, und es sind außerdem Mittel vorgesehen, um ist, die voneinander durch Isoliermaterial getrennt ein kritisches Magnetfeld an das Supraleitelement ansind, und daß die Steuerwicklung zur Erzeugung des ₄₅ zulegen, um dieses von dem Supraleitzustand in den das Supraleitelement schaltenden Magnetfeldes normalen Zustand mit hohem Widerstand zu mehrere Steuerwindungen ausweist, die sich in un- schalten.

mittelbarer Nähe der Windungen des Supraleitele- Die Arbeitsweise des Leistungsschalters wird nun-

ments vor und zurück erstrecken. mehr in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben, in wel-

Statt dessen wird bei einer anderen bevorzugten ₅o eher die Kurve 20 die Spannung eines Wechselspan-Ausführungsform das Supraleitelement aus einer nungssystems und die Kurve 21 den Strom bei Aufgroßen Zahl getrennter Lagen hergestellt, die vonein- treten eines Fehlers darstellen. Der Teil 22 der Kurve ander durch Isoliermaterial getrennt sind und die so 21 stellt den Strom in dem Supraleitelement dar. miteinander verbunden sind, daß ein kontinuierlicher Wenn ein Fehler auftritt, öffnet der Leistungsschal-

Strompfad durch diese Lagen gebildet wird, wobei die 55 ter 13 beispielsweise zum Zeitpunkt t_± gemäß F i g. 2, Steuerwicklung zur Erzeugung des das Supraleitele- aber der Leistungsschalter 13 führt noch Strom, da ment schaltenden Magnetfeldes eine Zahl von Steuer- über seinen Kontakten ein Lichtbogen gezogen ist. windungen aufweist, die sich in unmittelbarer Nähe Zur Zeit i₂ wird der normalerweise offene Leistungsder getrennten Schichten nach vorn und zurück er- schalter 15 in einem geeigneten Augenblick vor dem strecken. 60 Stromdurchgang Null geschlossen, und der Strom

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Er- wird demgemäß von dem Leistungsschalter 13 auf die findung an Hand der Zeichnung beschrieben. In Leitung 16 übertragen, die den Supraleitschalter 14 dieser zeigt und den Leistungsschalter 15 aufweist. Das Supra-

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungs- leitelement befindet sich in diesem Augenblick im gemäßen Schaltanordnung, 65 Zustand der Supraleitfähigkeit, d. h., die Temperatur

Fig. 2 ein Diagramm der Spannung und des liegt unter der Sprungtemperatur, und der Wider-Fehlerstromes als Funktion der Zeit bei einem Ab- stand ist Null. Das Supraleitelement weist außerdem schaltvorgang mit der Schaltanordnung nach F i g. 1, eine niedrige Induktivität auf. Die Übertragung des

Stromes nach dem Zweig 16 erfolgt zur Zeit i₃, die beträchtlich vor dem Stromdurchgang Null liegt. In dem Zwischenraum zwischen der Übertragung des Stromes nach dem Zweig 16 und dem Stromnulldurchgang löscht der Leistungsschalter 13, und an ihm liegt nun die volle Spannung.

Genau beim Stromnulldurchgang zur Zeit i₄ (F i g. 2) wird der Supraleitschalter 14 von dem Supraleitfähigkeitszustand in den normalen Zustand mit hohem Widerstand geschaltet, wobei der Widerstand z. B. von 100 Ohm bei 9° K auf 3000 Ohm bei Raumtemperatur als Ergebnis des Stromflusses ansteigt, und demgemäß wird der Strom in dem Zweig 16 auf wenige Ampere begrenzt. Der Supraleitschalter 14 wird vorzugsweise durch Anlegen eines Magnetfeldes über eine Steuerwicklung, die benachbart zu dem Supraleitelement liegt, geschaltet, wobei die Steuerwicklung von einem Impulstransformator aus gespeist wird. Dann wird der in Reihe geschaltete Leistungsschalter 17 zur Zeit i₅ geöffnet und unterbricht den Stromkreis beim nächsten Nulldurchgang, der nunmehr nahe an dem Spannungsnulldurchgang liegt, d. h. zur Zeit t₆. Die Gefahr einer Wiederzündung über den Kontakten des Leistungsschalters 17 ist somit sehr gering. Wenn der Leistungsschalter 17 gelöscht ist, wird der normalerweise offene Leistungsschalter 15 zur Zeit t₇ wieder geöffnet, und das dem Supraleitelement aufgeprägte Magnetfeld wird abgeschaltet.

Das Supraleitelement des Schalters 14 kann sich dann unter die Sprungtemperatur abkühlen unter der Annahme, daß der Stromfluß durch das Supraleitelement und seine Klemmen die Temperatur über den Sprungwert hat ansteigen lassen, und der Supraleitschalter kehrt in den Supraleitfähigkeitszustand zurück.

Eine zweite erfindungsgemäß ausgebildete Schaltanordnung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 3 und 4 beschrieben.

Gemäß F i g. 3 ist der Generatortransformator 11 über einen Supraleitschalter 23 an die Leitung 12 angeschaltet. In Reihe mit dem Supraleitschalter 23 liegt ein herkömmlicher Leistungsschalter 24. Der Schalter 23 kann von der in Verbindung mit den F i g. 5 bis 8 weiter unten beschriebenen Bauart sein und für eine Nennspannung von 400 kV ausgelegt sein. Ein geeigneter Hochspannungskondensator 25 und ein Hochspannungswiderstand 26 sind parallel zueinander und zu dem Schalter 23 gelegt. Der Kapazitätswert des Kondensators kann z. B. 0,25 Mikrofarad betragen, und der Widerstand 26 kann 88 Ohm besitzen.

Der Schalter 23 wird normalerweise in seinem Supraleitfähigkeitszustand gehalten, indem er abgekühlt wird. Da sein Widerstand dann Null ist, kann er den normalen Strom kontinuierlich führen. Die Anordnung ist aber so getroffen, daß bei Auftreten eines Fehlers und einem hierdurch bedingten Stromanstieg der Supraleitschalter durch die Anwendung eines Magnetfeldes in den Zustand mit hohem Widerstand geschaltet wird. Hierbei kann der Widerstand bei 9° K 300 Ohm und bei Raumtemperatur 10 000 Ohm betragen. Die Schaltung kann bei zweifachem Nennstrom erfolgen, und sie findet sehr schnell statt, so daß der Fehlerstrom nur kurzzeitig fließt.

In F i g. 4 stellt die Kurve 27 die Spannung des Wechselspannungsnetzes und die Kurve 28 den Strom dar. Es wird angenommen, daß der Fehler zu einer Zeit T₁ auftritt, und der Schalter 23 wird in den Zustand mit hohem Widerstand zur Zeit T₂ geschaltet. Der Kondensator 25 und der Widerstand 26 verhindem das Auftreten übermäßiger Spannungen über dem Schalter 23, und sie bringen außerdem Strom und Spannung annähernd in Phase. Der Leistungsschalter 24 öffnet beim nächsten Stromnulldurchgang (Zeit T₃), der demgemäß im wesentlichen mit dem

ίο Spannungsnulldurchgang zusammenfällt. Sobald der Leistungsschalter 24 löscht, kehrt der Schalter 23 in seinen Supraleitfähigkeitszustand zurück.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, fällt der durch den Schalter 23 fließende Strom fast augenblicklich, sobald der Supraleitschalter 23 in den Zustand mit hohem Widerstand umgeschaltet wird (strichlierte Linie 29), und der Fehlerstrom in der Schaltung wird außerdem durch den hohen Wert des Widerstandes 26 begrenzt und fällt nach dem Spitzenwert schnell ab.

ao In den F i g. 5, 6, 7 und 8 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel des Supraleitschalters dargestellt.

Dieser Schalter weist ein Leitelement in Gestalt eines langen kontinuierlichen Films 30 aus Niob auf, der z.B. 10~⁵cm dick, 140 cm breit und 170 000 cm lang ist und in 1000 Lagen oder Wicklungen gefaltet ist. Die F i g. 5 und 7 zeigen eine Querschnittsansicht durch die Lagen, und F i g. 6 zeigt die Ansicht einer Lage. Die einzelnen Faltungen des Films sind durch Blätter 31 aus Isoliermaterial getrennt, und in der Nähe jeder Faltung jedoch, durch ein dünnes Blatt aus Isoliermaterial 31 a (Fi g. 7) getrennt, ist eine Steuerwicklung 32 angeordnet, die sich in einer Faltung in Gestalt eines rechteckigen Musters (F i g. 6 und 8) vor und zurück erstreckt. Die freien Enden der Steuerwicklung 32 sind mit der Sekundärwicklung 33 eines Impulstransformators verbunden. Dieser weist einen Kern 34 und eine Primärwicklung 35 auf, die nach den Steuerklemmen 36 nach außen geführt ist. Die Steuerklemmen 36 sind mit einer bekannten Einrichtung versehen, die einen zeitlich genau festgelegten Impuls eine kurze Zeit, z. B. 10 Mikrosekunden, vor dem Stromnulldurchgang liefern kann. Es ist klar, daß im wesentlichen die gleiche Zahl von Steuerwicklungen 32 und von Transformator-Sekundärwicklungen 33 vorhanden sind, wie Schichten des Niobfilms 30. Die Sekundärwicklungen 33 können z. B. abwechselnd um die beiden Schenkel des Kerns gewickelt sein. Der Supraleitfilm 30, die Steuerwicklungen 32 und der Impulstransformator 33, 34, 35 sind in einem Tank 37 eingetaucht, der flüssiges Helium 38 enthält, so daß das Supraleitelement 30 unter der Sprungtemperatur gehalten wird, die für Niob 9° K beträgt. Die Blätter 31 aus Isolierwerkstoff sind mit aus Kupfer bestehenden Wärmeleitern 39 versehen, die in das flüssige Helium 38 vorstehen, um Wärme aus dem Isolierwerkstoff abzuführen, nachdem ein Strom durch das Supraleitelement 30 im normalleitenden Zustand geflossen ist. Der Heliumtank 37 ist von einer hochwertigen Wärmeisolation 40 umgeben, und diese wiederum wird von einem Tank 41 beherbergt, der flüssigen Stickstoff 42 enthält. Der Tank 41 ist durch eine weitere Schicht 43 aus Wärmeisoliermaterial umgeben.
Es sind in der Zeichnung nicht dargestellte Kühleinrichtungen vorgesehen, die das flüssige Helium nach dem Tank 37 fördern und außerdem flüssigen Stickstoff nach dem Tank 41. Das verdampfte Stickstoffgas kann z. B. über Entlüftungen 44 entweichen,

und es sind hohle Kupferrohre 45 vorgesehen, die sich von dem Äußeren des Stickstofftanks 41 nach dem Inneren des Heliumtanks 37 erstrecken. Das von dem Heliumtank 37 über die Kupferrohre 45 entweichende Heliumgas wird nach einer Anlage zurückgeführt, in welcher das Helium wieder verflüssigt wird.

Über dem Flüssigkeitsspiegel des Heliums 38 innerhalb des Tanks 37 ist ein Raum 47 für das Heliumgas

aber sie entspricht der in Verbindung mit den Fig. 5 bis 8 beschriebenen.

Ein Ausführungsbeispiel kreisförmigen Querschnitts ist in den Fi g. 11 und 12 dargestellt. Hierbei hat das Supraleitelement die Gestalt von Ringscheiben 60, die abwechselnd durch volle kreisförmige und ringförmige Isolationsscheiben 61 getrennt sind, und jede Supraleitscheibe ist mit der nächsten Scheibe sowohl am Innenrand als auch am Außenrand über

vorgesehen, das durch Kochen des Heliums infolge io Verbindungsringe 62 verbunden, die in der gleichen der Energievernichtung während des Stromdurchtritts Weise, wie in Verbindung mit den F i g. 9 und 10 bedurch das Supraleitelement 30 des Schalters entsteht. Die Oberflächen des Isolators 31, die in den Raum 47

einstehen, können gefurcht sein, um die erforderliche

schrieben, verbunden sein können. Die Steuerwicklung 63 einer solchen Anordnung kann, wie in F i g. 12 dargestellt, angeordnet sein und mit einem Impuls

elektrische Durchbruchsfestigkeit zu erhalten. Es 15 transformator in der oben beschriebenen Weise verkann ein Sicherheitsventil vorgesehen werden, welches bunden werden.

dann wirksam wird, wenn sich plötzlich Mengen von Eine andere Ausführungsform eines Supraleit-

Heliumgas entwickeln. Die Kupferrohre 45 dienen elements ist in F i g. 13 dargestellt. Dieses Element 70 auch als Klemmen des Supraleitschalters, über welche ist aus flachen Scheiben zusammengesetzt, von denen er an einen äußeren Kreis angeschaltet wird. Die 20 sektorförmig gestaltete Stücke z.B. durch Stanzen Kupferrohre sind mit den beiden Enden des Supra- ausgeschnitten sind. Hierbei werden die Scheiben des leitelements 30 verbunden.

In F i g. 8 ist schematisch die Art und Weise der Faltung des Supraleitelements 30 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß zahlreiche andere Elemente des Supraleitschalters der besseren Übersichtlichkeit wegen hierbei weggelassen sind.

Die Anordnung der Steuerwicklung 32 ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Die Steuerwicklung ist von

der benachbarten Lage des Supraleitelements 30 30 der Supraleitfähigkeit und hat einen Widerstand von durch ein dünnes Blatt aus Isoliermaterial 31 α ge- ungefähr Null, trennt und weist die Form eines Drahtes mit geringem Widerstand auf, der vor und zurück über die Faltung

Elements mit benachbarten Scheiben über Verbindungsringe 73 verbunden, die den in Fi g. 11 und 12 dargestellten Ringen entsprechen.

In Betrieb wird das Supraleitelement 30, 50, 60, 70 normalerweise durch Kühleinrichtungen unter der Sprungtemperatur gehalten, die für Niob 9° K beträgt. Die Steuerwicklung ist nicht erregt, und der Supraleitschalter befindet sich demgemäß im Zustand

des Supraleitelements gewickelt ist, und zwar quer

Primärwicklung 35 ist von der Sekundärwicklung 33 isoliert.

F i g. 7 zeigt einen kleinen Teil der oberen und unteren Enden des durch das Supraleitelement 30 gebildeten Stapels, der Isolatoren 31 und der Steuerwicklung 32. Der Kern 34 und die Primärwicklung 35 des Impulstransformators arbeiten mit mehreren Steuerwicklungen 32 zusammen, z. B. kann eine

Wenn die Steuerwicklung erregt wird, wird ein Magnetfeld auf das Supraleitelement aufgeprägt und, vorausgesetzt, daß das Magnetfeld über dem kritischen

zur Richtung des Stromflusses durch das Supraleit- 35 Wert liegt, wird das Supraleitelement in den normalen element und in einem rechteckigen Muster. Die freien Zustand mit hohem Widerstand umgeschaltet. Enden der Steuerwicklung sind an die Sekundärwick- Infolge der Erwärmung, die durch den Stromfluß

lung 33 des Impulstransformators angeschlossen, des- im Zustand hohen Widerstandes des Supraleitelements sen Primärwicklung 35 an die Steuerklemmen 36 an- und den hierdurch bedingten Energieverlust bewirkt geschlossen sind. Die Primär- und Sekundärwicklun- 40 wird (da bei einer verketteten Spannung von 270 kV gen sind um einen Ringkern 34 gewickelt, und die z. B. der Widerstandswert nicht hoch genug ist, um

den Strom durch den Kreis auf einen vernachlässigbaren Wert zu reduzieren), muß der Strom in dem Kreis durch einen üblichen Leistungsschalter unterbrochen werden, sobald dieser Strom durch den Supraleitschalter auf einen kleinen Wert vermindert ist. Dadurch werden die Leistungsverluste verringert. Das dem Supraleitelement aufgeprägte Magnetfeld wird dann abgeschaltet, und das Element kann sich

Steuerwicklung 32 für jede Faltung des Supraleit- 50 dann wieder unter die Sprungtemperatur abkühlen, elements 30 vorgesehen werden. wenn der Supraleitschalter in den Zustand der Supra-

Die F i g. 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungs- leitfähigkeit übergeht, form, bei welcher an Stelle des Supraleitelements in Form eines langen kontinuierlichen Films ein solches bestehend aus einer großen Zahl getrennter recht- 55 eckiger Schichten 50 eines Films benutzt wird, wobei benachbarte Lagen miteinander durch Verbindungsstreifen 52 an ihren Rändern verbunden sind, um einen durchgehenden Strompfad durch die Schichten 50 des Supraleitfilms hintereinander zu schaffen. Die 60 Schichten 50 des Supraleitfilms sind wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel durch Blätter aus Isoliermaterial 51 getrennt, und die Verbindungsstreifen 52 können aus Supraleitmaterial oder aus einem Werkstoff mit geringem Widerstand hergestellt sein und 65 entweder miteinander hart oder weich verlötet oder unter Druck zusammengepreßt sein. Die Steuerwicklung ist der Übersichtlichkeit wegen hier weggelassen,

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Leistungsschalter für die Anlagen- und Netztechnik mit einem elektronischen Schaltelement als Hauptschaltelement, welches in Serie mit einem Trennschalter geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptschaltelement als Supraleitelement ausgebildet ist, das mit Hilfe eines Magnetfeldes geschaltet wird.

2. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Supraleitelement als ununterbrochenes Band in einer großen Zahl von Windungen aufgewickelt ist, die voneinander durch Isoliermaterial getrennt sind,

und daß die Steuerwicklung zur Erzeugung des das Supraleitelement schaltenden Magnetfeldes mehrere Steuerwindungen aufweist, die sich in unmittelbarer Nähe der Windungen des Supraleitelements vor und zurück erstrecken.

3. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Supraleitelement aus einer großen Zahl getrennter Lagen besteht, die voneinander durch Isoliermaterial getrennt sind und die so miteinander verbunden sind, daß ein kontinuierlicher Strompfad durch diese Lagen gebildet wird, und daß die Steuerwicklung zur Erzeugung des das Supraleitelement schaltenden Magnetfeldes eine Zahl von Steuerwindungen aufweist, die sich in unmittelbarer Nähe der getrennten Schichten nach vorn und zurück erstrecken.

4. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der aus Supraleitelement (14) und im Normalbetrieb offenen Trennschalter (15) bestehenden Reihenschaltung ein im Normalbetrieb geschlossener Leistungsschalter (13) liegt und daß in Reihe zu dieser Parallelschaltung ein weiterer, im Normalbetrieb geschlossener Leistungsschalter (17) liegt.

5. Elektrischer Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Supraleitelement (23) ein Kondensator (25) und ein ohmscher Widerstand (26) geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1093 824,
916,1098536,1114225.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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