DE1516094C

DE1516094C - Synthetische Prüfanordnung für das Verhalten von Hochspannungsleistungsschaltern beim Einschalten

Info

Publication number: DE1516094C
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. 3500 Kassel Hoffmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1972-07-20

Description

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Ls sind synthetische Prüfanordnungen für das Ver- vorzuziehen, die eine sich während des Prüfvorganges

halten von Hochspannungsleistungsschaltcrn beim vermindernde Spannungsfestigkeit aufweist. Dies ist

Einschalten bekannt, in denen die Hochstromquelle ein Hochspannungsschalter, der einen Strom von un-

vom Prüfling durch eine Schaltvorrichtung abgetrennt begrenzter Höhe führen kann, ohne daß sich wie bei

ist und letztere beim Zünden des Lichtbogens im 5 einer Schaltfunkcnstrcckc durch einen etwaigen Ab-

Prüfling einen Zündimpuls erhält, durch den der brand an seiner KonUiktfläche sein Durchzündungs-

Hochstromlhiß eingeleitet wird. Als solche Schalt- Zeitpunkt wesentlich verändert. Um eine höhere Span-

voirichtung ist in den bekannten Prüfanordnungen nungsfestigkeit gegenüber dem Prüfling zu erzielen,

eine Funkenstrecke vorgesehen. Da es aber schwierig kann dieser Hilfsschalter von vornherein eine höhere

ist. eine Funkenstrecke, an der eine veränderliche io elektrische Festigkeit der Schaltstrecke durch bau-

Spaniumg liegt, zu einem bestimmten Augenblick zum liehe Maßnahmen oder z. B. durch ein Druckgas mit

Diirch/.ünden zu bringen, hat man auch schon vorge- - erhöhter Durchschlagsfestigkeit erhalten. Es ist aber

schlagen, den Hochstromkreis vom Prüfling nicht auch möglich, bei praktisch gleicher Bauart des Prüf-

durch eine Funkenstrecke zu trennen, sondern ihn im- lings und des Hilfsschalters letzteren kurz nach dem

mittelbar galvanisch mit dem Prüfling zu verbinden. 15 Prüfling auszulösen, so daß seine Einschaltbewegung

In diesem Falle wird dann in dem Hochstromkreis gegenüber der des Prüflings verzögert wird,
ein Sperrkreis angeordnet, der das Lindringen der Eine Prüfanordnung gemäß der Erfindung ist in

Hochspannung in die Hochstromqudle verhindert. der Zeichnung schematisch dargestellt.
Eine solche Maßnahme setzt jedoch eine Hochspan- Der Hochstromkreis A umfaßt einen Hochstrom-

nungsquclle mit höherer Frequenz als Netzfrequenz 20 generator G, der über einen Sicherheitsschalter S_s.

voraus, die damit aber der im Netzbetrieb auftreten- und eine Drossel D₁ auf einen Transformator T₁

den Spannung nicht genau entspricht. arbeitet. Im Sekundärkreis dieses Transformators

Die Erfindung geht von der vorerwähnten synthe- liegt der Prüfling S_n in Reihe mit einer Funkenstrecke tischen Prüfanordnung mit einer in Reihe mit dem oder einem Hilfsschalter S_h. Zum Schutz des Hoch-Prüfling liegenden Schaltvorrichtung aus. Ihr liegt die 25 Stromtransformators vor Zündimpulsen dient eine Aufgabe zugrunde, die Prüfung möglichst netzgetreu Drossel D... Die etwa in den Hochstromkreis noch durchzuführen, also mit einer HochspaTinungsquelle eindringende Hochspannung kann durch einen Konvon Netzfrequenz und Netzspannung zu arbeiten, die densator C, bzw. einen Überspannungsableiter S₁₁ die gleiche Phasenlage wie die treibende Spannung kurzgeschlossen bzw. begrenzt werden. Vom Geneim Hochstromkreis hat. Um die Mangel der bekann- 30 rator G wird ferner ein Hochspannungstransformator ten Prüfanordnung in bezug auf die zeitliche schwan- kleiner Leistung T., gespeist, der im Hochspamiungskende Durchzündung der Schaltvorrichtung bei kreis B die Netzspannung an den Prüfling S_p legt. Ein Wechselspannungen zu vermeiden, sieht die Erfin- Zündkreis C enthält einen Transformator T.,, von dung vor, daß parallel zur Schaltvorrichtung eine dem aus über einen Gleichrichter G/und zwei WiderReihenschaltung zweier Kondensatoren und einer 35 stände R_L zwei Kondensatoren C₁ und C, mit ent-Hilfsfunkcnstrecke mit einer im Vergleich zur Kapa- gegengesetzten Spannungen gleicher Höhe aufgeladen zität dieser Kondensatoren kleinen Eigenkapazität werden. Zu dem Kondensator C₁ liegt eine Zündliegt und daß beide Kondensatoren auf eine gleich- funkenstrecke F₁ parallel, die von einem Verstärgroße, aber entgegengesetzt gerichtete Gleichspan- ker V ausgelöst wird. Die Kondensatoren C₁ und C₁ nung aufgeladen sind, die zur Zündung der Hilfs- 40 liegen wiederum parallel zu einer Reihenschaliiiü^ funkenstrecke sowie der Schaltvorrichtung ausreicht, aus einer Hilfsfunkenstrecke F., und dem Hilfsschal- und daß zu einem der beiden Kondensatoren eine terS,,. Die am Kondensator C₁ liegende Zündfunken-Zündfunkenstrecke parallel liegt, die ihren Zünd- strecke F₁ kann über den Verstärker V von einer impuls vom Beginn des aus der Hochspannungsquelle Fotozelle F₀, die von dem Einschaltlichtbogen des über den Prüfling fließenden Stromes ableitet. 45 Prüflings erregt wird, oder durch einen am Shunt S

Da die natürliche Kapazität der Hilfsfunkenstrecke gemessenen Beginn des Stromflusses im Hochspan-

sehr klein ist gegenüber der Kapazität der mit ihr in nungskreis ausgelöst werden.

Reihe liegenden Kondensatoren, folglich an ihr fast Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist die gesamte zwischen der Hochspannungsquellc und derart, daß in dem Augenblick, in dem bei genügender Hochstromquelle bestehende Wechselspannung 50 der Annäherung der an der Einschaltbewegung des abfällt, steht danach an der Zündfunkenstrecke nur Prüflings beteiligten Kontaktstücke zwischen diesen reine Gleichspannung an. Mit dieser Gleichspannung ein Lichtbogenüberschlag auftritt oder — was bei kann der Zündzeitpunkt der Zündfunkenstrecke un- sehr schneller Schaltstückbewegung möglich ist — im abhängig vom Augenblickswert der am Prüfling bzw. Spannungsnulldurchgang ohne vorherige Lichtbogenan der Hilfsfunkenstrecke liegenden Wcchselspan- 55 erscheinungen die Zuschaltung durch metallische Benung stets genau eingehalten werden, so daß auch die rührung der Kontaktstücke erfolgt, entweder über die den Hochstrom einschaltende Vorrichtung im Hoch- Fotozelle/·',, oder den Shunt5 die Zündfunkenstromkreis unmittelbar nach dem über den Prüfling strecke F₁ ausgelöst wird, so daß diese durchschlägt llicßenden Strom aus der Hochspannungsquelle ge- und der Kondensator C₁ kurzgeschlossen wird. Daziindet werden kann. Damit weist die Prüfanordnung 60 durch liegt an der Reihenschaltung aus dem Hilfsnach der Erfindung erhebliche Vorteile gegenüber der schalter S₁, und der Funkenstrecke F., plötzlich und bekannten Prüfanordnung mit Schaltfunkenstreckcn mit sehr großer Anstiegsgeschwindigkeit die Spanaul, nung des Kondensators C₉ allein. Diese Spannung

Wenngleich auch die Prüfanordnung nach der Fir- reicht einerseits aus, sowohl die Hilfsfunkenstrecke F₂

limiting mit einer Funkenstrecke als Schaltvorrichtung 65 als auch den Hilfsschalter S₁, zu zünden, andererseits

im llochstromkreis, die mit einer Einrichtung zum ist es verhältnismäßig einfach, in bekannter Weise

Hd)IaNCM des Lichtbogens versehen sein sollte, arbei- ihr Eindringen in die Wicklung des Hochstromtrans-

tt.li kann, so ist doch als Schaltvorrichlung eine solche formators C₁ durch die Schutzdrossel D., zu verhin-

dem, da diese Spannung mit einer sehr steilen Stirn auftritt, folglich schon relativ kleine Induktivitäten ihr einen großen Widerstand entgegensetzen.

Die Wechselspannung des Transformators T₂ übt auf die Zündung der Zündfunkenstrecke F₁ keinen Einfluß aus, da sie fast vollständig an der im Vergleich zu den Kapazitäten C₁, C₂ kleinen Eigenkapazität C₄ der Hilfsfunkenstrecke F₂ abfällt. Während also die Zündfunkenstrecke F₁ optimal für die Aufgabe ausgelegt werden kann, bei einer konstanten Gleichspannung zu einem gesteuerten Zeitpunkt durchzuzünden, hat die Hilfsfunkenstrecke F₂ nur die Aufgabe, bis zur Durchzündung eine Trennung zwischen Hochspannungskreis und Hochstromkreis zu bewirken, die verhindert, daß durch die Kapazitäten C₁ und C₂ ein vom Hochspannungstransformator T₂ erzeugter Verschiebungsstrom fließt, wodurch an der Zündfunkenstrecke F₁ eine unerwünschte Wechselspannungskomponente entstehen würde.

Da das Zünden der Funkenstrecken F₁ und F₂ sowie des Hilfsschalters S_h praktisch gleichzeitig mit dem vom Hochspannungstransformator herbeigeführten Beginn des Stromflusses im Prüfling S_p erfolgt, setzt auch der vom Hochstromtransformator gelieferte Hochstrom ohne merkbare Verzögerung ein. Damit ist der .Einschaltvorgang entsprechend den im Netzbetrieb auftretenden Verhältnissenjibgeschlossen.

Claims

Patentansprüche:

1. Synthetische Prüfanordnung für das Verhalten von Hochspannungsleistungsschaltern beim Einschalten, in der die Hochstromquelle vom Prüfling durch eine Schaltvorrichtung abgetrennt ist und letztere beim Zünden des Lichtbogens im Prüfling einen Zündimpuls erhält, durch den der Hochstromfluß eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Schaltvorrichtung (S,,) eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren (C₁, C₂) und einer Hilfsfunkenstrecke (F₂) mit einer im Vergleich zur Kapazität dieser Kondensatoren kleinen Eigenkapazität liegt und daß beide Kondensatoren auf eine gleichgroße, aber entgegengesetzt gerichtete Gleichspannung aufgeladen sind, die zur Zündung der Hilfsfunkenstrecke (F₂) sowie der Schaltvorrichtung (S_n) ausreicht, und daß zu einem der beiden Kondensatoren eine Zündfunkenstrecke (F₁) parallel liegt, die ihren Zündimpuls vom Beginn des aus der Hochspannungsquelle (T₂) über den Prüfling (Sp) fließenden Stromes ableitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (S,,) mit einer sich während des Prüfvorganges vermindernden Spannungsfestigkeit versehen ist.

3·. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ein Hochspannungsschalter ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (S„) eine mit einer Einrichtung zum Beblasen des Lichtbogens versehene Schaltfunkenstrecke ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auslösung der Zündfunkenstrecke (F₁) eine vom Einschaltlichtbogen des Prüflings (S₁,) erregte Fotozellensteuerung (F₀) dient.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündfunkenstrecke (F₁) durch einen Impuls ausgelöst wird, der von einem zwischen Prüfling (S_p) und Hochspannungstransformator (T₂) angeordneten Shunt (S) bei Beginn eines durch den Prüfling (S_p) fließenden Stromes abgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen