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"Anordnung zum synthetischen Priifen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Prüfen der Ausschaltleistung von
Hochspannungs-Leistungsschaltern, bei der der nach dem Nullwerden des Ausschaltstromes
am Prüfschalter auftretenden Einschwingspannung im Bereich ihres Maximums eine derartige
Einschwingspannung überlagert wird, daß die resultierende Einschwingspannung der
für den Prüfschalter erforderlichen Prüfspannung angepa#t ist. Solche Überlagerungen
von zwei Einschwingspannungen sind dann zweckmäßig, wenn es sich um zu prüfende
Leistungsschalter für sehr hohe Ausschaltleistungen und sehr hohe Nennspannungen
handelt.
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Wollte man die gesamte Prüfspannung bei hohen Leistungen nur aus einer
Hochspannungsbatterie entnehmen, so würden sich so hohe Aufwendungen für diese Batterie
ergebene daß die Prüfanordnung zu unwirtschaftlich würde. Aus diesem Grunde macht
eine bekannte synthetische Prüfanordnung bereits von der Überlagerung einer
von
dem Hochstromkreis abgeleiteten kleineren Einschwingspannung mit einer aus einem
Hochspannungsschwingkreis abgeleiteten hohen Einschwingspannung Gebrauch, wobei
die resultierende Einschwingspannung dann der erforderlichen Prüfspannung in ihrem
Verlauf und in der Höhe angeglichen ist.
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Ein weiterer Vorschlag für eine synthetische Prüfanordnung mit einem
dem Hochstrom kurz vor seinem Nullwerden überlagerten Schwingstrom aus einem Hochspannungsschwingkreis
zielt darauf ab, die beim Nullwerden des Schwingstromes auftretende Einschwingspannung
ebenfalls mit einer höheren Einschwingspannung aus einem zusätzlichen Einschwingkreis
zu überlagern.
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Bei beiden Prüfanordnungen ergeben sich Jedoch durch eine gegenseitige
Beeinflussung der Stromkreise Nachwirkungen auf den Ablauf der Strome, die eine
netzgetreue Prüfung des Prüfschalters verhindern. Bei der bekannten Prüfanordnung
mu# die aus dem Hochstromteil kommende Einschwingspannung über einen durch eine
Kapazität überbrückten Hilfsschalter geführt werden, damit sis am Prüfschalter in
nahezu voller Höhe erscheint, was Jedoch auf der anderen Seite dazu führt, daß der
über die Prüfschaltstreeke fließende Nachstrom infolge des Widerstandes der Überbrückungskapazität
am Hilfsschalter in seiner Höhe herabgesetat wird, Bei der vorgeschlagenen Prüfanordnung
wird der über den Prüfschalter fließende Schwingstrom wiederum durch einen aus dem
zusätzlichen Einschwingkreis strömenden Strom in seinem Verlauf nachteilig beeinflußt,
80 daß sich die wichtigen Strom-Spannungsverhältnisse in der Nähe des Nullwerdens
des Schwingstromes
nicht netzgetreu abspielen.
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Beide Prüfanordnungen können nun jedoch mit Hilfe der Erfindung in
ihrer Wirkungsweise netzgetreu gestaltet werden. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemä#
der Hochspannungsschwingkreis an einem mit ; den Prüfsohalter in Reihe liegenden
Hilfsschalter angeschlossen und wird über diesen Hilfsschalter kurz vor der Unterbrechung
des Stromes durch den Prüfschalter mit gleicher Polarität ein Hilfsstrom aus dem
Hochspannungsschwingkreis geleitet, der bis zu seinem Nullwerden im gewünschten
Zeitpunkt der Spannungsüberlagerung den Hilfsschalter elektrisch geschlossen hält
und wird ferner bei seinem Nullwerden die die Frequenz des Hilfsstromes bestimmende
Kapazität im Hochapannungsschwingkreis kurzgeschlossen, wodurch ein parallel zum
Hilfsschalter liegendes Einschwingglied für die Hochspannung zur Wirkung kommt.
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Da der Hilsffstrom nur in einem Stromkreis flie#t, der von dem Ausschaltstrom
des Prüfschalters nicht durchflossen wird, tritt eine Beeinflussung dieses Stromes
und ebenso seines Nachstromes nicht ein. Andererseits sorgt der elektrisch noch
geschlossene Hilfsschalter auch nach dem Nullwerden des Ausschaltstromes dafür,
daß der erste Teil der Einschwingspannung ungeschwächt an den prüfschalter gelangt,
so da# eine wirklich netzgetreue Prüfung im Bereich des Nullwerdens des Ausschaltstromes
auftritt. Außerdem wird nach dem Nullwerden des Hilfsstromes die höhere Einschwingspannung
aus dem Hochspannungsschwingkreis zeitgerecht der niedrigeren Einschwingspannung
überlagert und damit der Prüfschalter ebenfalls netzgetreu auf seine Spannungsfestigkeit
geprüft.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 und 2 die Erfindung in Verbindung mit
den bekannten synthetischen Prüfschaltungen mit einem injizierten Strom und einer
injizierten Spannung.
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Fig. 3 zeigt Strom- und Spannungsdiagramme.
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Nach Fig. 1 wird von einer Hochstromquelle T über einen Hilfsschalter
H.S, und den Prüfachalter P.S. ein hoher Strom geschickt. Diesem Strom wird kurz
vor seinem Nullwerden aus dem Hochspannungsschwingkreis CS, F1, LS und dem Hilfsschalter
H.K. ein Schwingstrom überlagert, der nach Unterbrechung des Hochstromes durch den
Hilfsschalter H.S. den letzten Teil dieses Stromes ersetzt. Nach seinem Nullwerden
tritt pn dem Einschwingkondensator CE die dan Prüfschalter P.S. zunächst beauspruchende
Einschwingspannung auf. Da diese Spannung aus Gründen einer wirtschaftlichen Bemessung
des Kondensators CS nicht die volle erforderliche Höhe hat, wird ihr eine weitere
hohe Einschwingspannung aus einem zusätzlichen Schwingkreis überlagert. Dieser zusätzliche
Schwingkreis besteht aus der Batterie CSK, der Induktivität LSK und der Kapezität
CH, die mit einem Widersta:ad RH in Reihe liegt. Nach Zünden der Funkenstrecke F2
wird über den Hilfsschalter H.K. ein Hilfsstrom geschickt, der die gleiche Polarität
wie der Schwingstrom aus dem Kondensator aufweist. Der Hilfsstrozn beeinflußt den
Schwingstrom nicht, da er nicht über den Prüfschalter flioe#t.
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Im erforderlichen Zeitpunkt der Spannungsüberlagerung wird beim Nullwerden
des Hilfsstromes der Hilfsschalter H.K., der durch einen Zünddraht im offenen Zustand
überbrückt war, elektrisch geöffnet und gleichzeitig die Funkenstrecke F3 eingeschaltet,
so daß der Kondensator C CH kurzgeschlossen wird. Dadurch erfolgt
eine
Aufladung des Einschwinggliedes REK, UEK, das parallel zum Hilfsschalter H.K. liegt,
aus der Batterie CSK. Diese Einschwingspannung addiert sich dann zu der an dem Kondensator
CE liegenden Einschwingspannung und die Resultierende aus diesen beiden Spannungen
beansprucht somit den Früfschalter P.S., Bei der Prüfanordnung nach Fig. 2 liegt
der Hochspannungsschwingkreis wieder parallel zu dem Hilfsschalter H.K., der in
diesem Falle gleichzeitig Hilfsschalter für den Hochstromkreis ist.
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Be einem Nullwerdon des Ausschaltstromes in dem Prüfschalter POS.
tiSitt an diesem zunächst die an dem Kondensator CEG erscheinende Spannung als Einschwingspannung
auf, während über den Hilfsschalter H.K. nach Zünden der Funkenstrecke F2 kurz vor
dem Nullwerden des Ausschaltstromes am Prüfschalter P.S. noch der Hilfsstrom flie#t.
Beim Nullwerden dieses Stromes durch Erlöschen des Lichtbogens am Hilfaschalter
H.K. und nach Zünden der Funkenstrecke F3 wird die Einschwingkapazität CEK aufgeladen,
so daß diese Einschwingspa,nnung sich zu der Einschwingspannung des Kondensators
CEG addiert und damit wieder die Resultierende aus beiden Einschwingspannungen am
Prüfschalter P.S. auftritt.
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Nach Fig. 3a ist dem letzten Teil des Stromes JK aus dem Hochstromkreis
durch Zünden der Funkenstrecke F1 gemä# Fig. 1 der Schwingstrom is überlagert. Durch
Unterbrechung des Stromes JK am Hilfsschalter H.S. flie#t nur noch der Schwingstrom
is allein weiter. Diesem wird im Zeitpunkt t1 durch Zünden der Funkenstrecke F2
der Hilfsstrom iH überlagert (Fig. 3p). zum Zeitpunkt t2 unterbricht der Prüfschalter
den Schwingstrom is,
rac daß nunmehr gemäß Fig 3b die Schwingspannung
11.1 an dem Prüfschalter auftritt. Zum Zeitpunkt t3 (Fig. 3d) wird auch der Hilfsstrom
iH im Hilfsschalter H.K. unterbrochen, so da# nunmehr an diesem die Einschwingspannung
2 auftritt und sich der Spannung ue1 am Prüfschalter P.S. überlagert.
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Fig. 3e und 3f zeigen den Verlauf des Stromes und der Spannung an
dem Kondensator CH.
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Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei der Prüfanordnung nach Fig.
2, nur da# hierbei der erste Teil der Einschwingspannung nicht am Ende eines überlagerten
Schwingstromes, sondern am Ende des Ausschaltstromes selbst auftritt.
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Die Prüfanordnung nach der Erfindung eignet sich besonders auch zur
Einstellung einer Einschwingspannung, die vom Nulldurchgang bis zum ersten Scheitel
einen nach oben gerichteten Knick aufweist, wie sie in den Entwürfen für JEC-Vorschriften
17-A-56 vom Oktober 1967 vorgeschlagen wird Eine solche Kurvenform läßt sich durch
entsprechende Wahl der Parameter der beiden in Kaskadenschaltung betriebenen Prüfkreise
leicht erreichen.
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6 Blatt Beschreibung 1 Patentanspruch 2 31. Zeichnungen