DE1616359B2

DE1616359B2 - Anordnung zum synthetischen pruefen der ausschaltleistung von hochspannungs-leistungsschaltern

Info

Publication number: DE1616359B2
Application number: DE19681616359
Authority: DE
Inventors: Eckardt v. Dipl.-Ing. 3501 Simmershausen; Karrenbauer Herbert Dr.-Ing. 3501 Niederkaufungen; Sander Dieter Dipl.-Ing. 7304 Ruit. GOIr 35-04 Bonin
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-01-31
Filing date: 1968-01-31
Publication date: 1972-06-15
Also published as: DE1616359A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Prüfen der Ausschaltleistüng von Hochspannungs-Leistungsschaltern, bei der der nach dem Nullwerden des Ausschaltstromes am Prüfschalter auftretenden Einschwingspannung im Bereich ihres Maximums aus einem Hochspannungsschwingkreis eine zusätzliche, derartige Einschwingspannung überlagert wird, daß die resultierende Einschwingspannung der für den Prüfschalter erforderlichen Prüfspannung angepaßt ist, wobei der Prüfschalter mit einem ebenfalls vom Ausschaltstrom durchflossenen Hilfsschalter in Reihe liegt. Solche Überlagerungen von zwei Einschwingspannungen sind dann zweckmäßig, wenn es sich um zu prüfende Leistungsschalter für sehr hohe Ausschaltleistungen und sehr hohe Nennspannungen handelt.

Wollte man die gesamte Prüfspannung bei hohen Leistungen nur aus einer .Hochspannungsquelle entnehmen, so wurden sich so hohe Aufwendungen für die Hochspannungsquelle ergeben, daß die Priifanordnung 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 (Deutsche Auslegeschrift 1,064,631).

Bei dieser bekannten Prüfanordnung ergibt sich jedoch durch ihre nicht den Netzverhältnissen entsprechende Ausbildung eine nachteilige Auswirkung auf den Stromablauf in der Nähe des Nullwerdens des Ausschaltstromes. Da die aus dem Hochstromteil kommende Einschwingspannung über einen durch eine Kapazität überbrückten Hilfsschalter geführt werden muß, damit sie am Prüfschalter in nahezu voller Höhe erscheint, führt dies dazu, daß der über die Prüfschaltstrecke fließende, nur wenige Amp. betragende Nachstrom infolge des Widerstandes der Überbrückungskapazität am Hilfsschalter geschwächt wird, wodurch sich eine höhere elektrische Festigkeit der Prüfschaltstrecke ergeben kann, als sie in Wirklichkeit vorhanden ist.

Mit Hilfe der Erfindung läßt sich jedoch eine wirklich netzgetreue Prüfung bei Schaltern für eine hohe Ausschaltleistung und sehr hohe Spannungen durchführen, und zwar sowohl in einer Prüfanordnung, die mit einem dem Ausschaltstrom kurz vor seinem NuIlwerden überlagerten Schwingstrom arbeitet (Deutsche Patentschrift 962,731), als auch in der vorerwähnten bekannten Prüfanordnung.

Für die mit einem überlagerten Schwingstrom arbeitende Prüfanordnung ist erfindungsgemäß neben dem vorhandenen Hochspannungsschwingkreis ein zusätzlicher Hochspannungsschwingkreis vorgesehen und an einem mit dem Prüfschalter in Reihe liegenden zweiten Hilfsschalter angeschlossen und enthält der in einem vorbestimmten Augenblick einschaltbare und danach einen Hilfsstrom führende zusätzliche Hochspannungsschwingkreis ein parallel zum zweiten Hilfsschalter liegendes Einschwingglied und in Reihe mit diesem Hilfsschalter ein die Frequenz des Hilfsstromes bestimmendes und nach Öffnen dieses Schalters im Augenblick des Nullwerdens des Hilfsstromes durch eine Schaltvorrichtung überbrückbares RC-Glied.

Für die mit der kleineren Einschwingspannung aus dem Hoch£tromkreis arbeitende Prüfanordnung enthält erfindungsgemäß deren Hochspannungsschwingkreis ein parallel zu ihrem Hilfsschalter liegendes Einschwingglied und ein die Frequenz eines über den Hilfsschalter fließenden Hilfsstromes bestimmendes ÄC-Glied, das in Reihe mit dem Hilfsschalter liegt und nach Öffnen dieses Schalters im Augenblick des Nullwerdens des Hilfsstromes durch eine Schaltvorrichtung kurzschließbar- ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in

den Kreis, in dem der Ausschaltstrom bzw. der überlagerte Schwingstrom fließt, kein zusätzliches Schaltungselement eingefügt wird, wie z.B. eine Induktivität, Kapazität oder ein Widerstand, das den Ausichaltstrom bzw. den Schwingstr'om, besonders im Bereich ihres Nullwerdens, beeinflussen könnte. Das gleiche trifft auch für den Nachstrom des Prüfschal- :ers zu. Gerade die Zeit während des Nullwerdens der Ströme stellt einen entscheidenden Augenblick für das Ausschaltvermögen des Prüfschalters dar. Ande- -erseits sorgt der Hilfsstrom, der noch nach dem NuIl-.verden des Ausschaltstromes bzw. des Schwingstro- -nes über den Hilfsschalter fließt und diesen dadurch elektrisch geschlossen hält, dafür, daß der erste Teil der Einschwingspannung ungeschwächt an den Prüf- υ ichalter gelangt, so daß eine wirklich netzgetreue Prü- :ung im Bereich des Nullwerdens des Ausschaltstromes auftritt. Außerdem wird nach dem Nullwerden des Hilfsstromes die höhere Einschwingspannung aus dem Hochspannungsschwingkreis zeitgerecht der nied- -igeren Einschwingspannung überlagert und damit ier Prüfschalter ebenfalls netzgetreu auf seine Spanlungsfestigkeit geprüft.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 und 2 die Erfindung η Verbindung mit den vorerwähnten bekannten synthetischen Prüfanordnungen.

Fig. 3 zeigt Strom- und Spannungsdiagramme.

Nach, Fig. 1 wird von einer Hochstromquelle T über einen Hilfsschalter H.S. und den Prüfschalter P.S. ein hoher Strom geschickt. Diesem Strom wird kurz vor seinem Nullwerden aus dem Hochspannungsschwingkreis C_s, F₁, L_s und dem Hilfsschalter HJC. ein Schwingstrom überlagert, der nach Unterbrechung des Hochstromes durch den Hilfsschalter H.S. den letzten Teil dieses Stromes ersetzt. Nach seinem Nullwerden tritt an dem Einschwingkondensator C_E die den Prüfschalter P.S. zunächst beanspruchende Einschwingspannung auf. Da diese Spannung aus Gründen einer wirtschaftlichen Bemessung des Kondensators C₅ nicht die volle erforderliche Höhe hat, -vird ihr eine weitere hohe Einschwingspannung aus ;inem zusätzlichen Schwingkreis überlagert. Dieser zusätzliche Schwingkreis besteht aus Batterie C_SK, -der Induktivität L_SK und der Kapazität C₁₁, die mit „'inem Widerstand R₁₁ in Reihe liegt. Nach Zünden der Funkenstrecke F₂ wird über den Hilfsschalter H.K. ein Hilfsstrom geschickt, der die gleiche Polariät wie der Schwingstrom aus dem Kondensator C_s aufweist. Der Hilfsstrom beeinflußt den Schwing- ;trom nicht, da er nicht über den Prüfschalter fließt. im erforderlichen Zeitpunkt der Spannungsüberlageung wird beim Nullwerden des Hilfsstromes der i-Iilfsschalter HJC., der durch einen Zünddraht im offenen Zustand überbrückt war, elektrisch geöffnet ind gleichzeitig die Funkenstrecke F₃ eingeschaltet, ;o daß der Kondensator C₁₁ kurzgeschlossen wird.

Dadurch erfolgt eine Aufladung des Einschwinggliedes R_EK, C_EK, das parallel zum Hilfsschalter H.K. liegt, aus der Batterie C_SK. Diese Einschwingspannung addiert sich dann zu der an dem Kondensator C_E liegenden Einschwingspannung und die Resultierende aus diesen beiden Spannungen beansprucht somit den Prüfschalter P.S.

Bei der Prüfanordnung nach Fig. 2 liegt der Hochspannungsschwingkreis wieder parallel zu dem Hilfsschalter HJC., der in diesem Falle gleichzeitig Hilfsschalter für den Hochstromkreis ist. Bei einem Nullwerden des Ausschaltstromes in dem Prüfschalter P.S. tritt an diesem zunächst die an dem Kondensator C_EG erscheinende Spannung als Einschwingspannung auf, während über den Hilfsschalter HJC. nach Zünden der Funkenstrecke F₂ kurz vor dem Nullwerden des Ausschaltstromes am Prüfschalter P.S. noch der Hilfsstrom fließt. Beim Nullwerden dieses Stromes durch Erlöschen des Lichtbogens am Hilfsschalter H.K. und nach Zünden der Funkenstrecke .F₃ wird die Einschwingkapazität C_EK aufgeladen, so daß diese Einschwingspannung sich zu der Einschwingspannung des Kondensators C_EG addiert und damit wieder die Resultierende aus beiden Einschwingspannungen am Prüfschalter P.S. auftritt.

Nach Fig. 3a ist dem letzten Teil des Stromes J_K aus dem Hochstromkreis durch Zünden der Funkenstrecke F₁ gemäß F i g. 1 der Schwingstrom i_s überlagert. Durch Unterbrechung des Stromes J_K am Hilfsschalter H.S. fließt nur noch der Schwingstrom i_s allein weiter. Diesem wird im Zeitpunkt Z₁ durch Zünden der Funkenstrecke F₂ der Hilfsstrom i_H überlagert (Fig. 3c). Zum Zeitpunkt t₂ unterbricht der Prüfschalter den Schwingstrom i„ so daß nunmehr gemäß Fig. 3b die Schwingspannung u_el an dem Prüfschalter auftritt. Zum Zeitpunkt t₃ (Fig. 3d) wird auch der Hilfsstrom i_H im Hilfsschalter HJC. unterbrochen, so daß nunmehr an diesem die Einschwingspannung Ug₁ auftritt und sich der Spannung u_el am Prüfschalter P.S. überlagert.

Fig. 3e und 3f zeigen den Verlauf des Stromes und der Spannung an dem Kondensator C_H.

Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei der Prüfanordnung nach Fig. 2, nur daß hierbei der erste Teil der Einschwingspannung nicht am Ende eines überlagerten Schwingstromes, sondern am Ende des Ausschaltstromes selbst auftritt.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum synthetischen Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern, bei der der nach dem Nullwerden des Ausschaltstromes am Prüfschalter auftretenden Einschwingspannung im Bereich ihres Maximums aus einem Hochspannungsschwingkreis eine zusätzliche, derartige Einschwingspannung überlagert wird, daß die resultierende Einschwingspannung der für den Prüfschalter erforderlichen Prüfspannung angepaßt ist, wobei der Prüfschalter mit einem ebenfalls vom Ausschaltstrom durchflossenen Hilfsschalter in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem an sich bekannten Hochspannungsschwingkreis (C„ L₅) ein zusätzlicher Hochspannungsschwingkreis (C_sk, L_sk, C₃) vorgesehen ist und daß der Hochspannungsschwingkreis (C_slo L_sk, Cj₃) an einem mit dem Prüfschalter (P.S.) in Reihe liegenden zweiten Hilfsschalter (H.K.) angeschlossen ist und daß der in einem vorbestimmten Augenblick einschaltbare und danach einen Hilfsstrom (/^ führende. Hochspannungsschwingkreis (C_slo L_sk, Cn) ein parallel zum Hilfsschalter (H.K.) liegendes Einschwingglied (C_EK, R_EI^) und in Reihe mit dem Hilfsschalter

, _%(H.K.) ein die Frequenz des Hilfsstromes (/*) be-'stimmendes und nach Öffnen des Hilfsschalters (H.K.) im Augenblick des Nullwerdens des Hilfsstromes (/fc) durch eine Schaltvorrichtung (F₃) überbrückbares Glied (C₁₁, R_H) enthält.

2. Anordnung zum synthetischen Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern, bei der der nach dem Nullwerden des Ausschaltstromes am Prüfschalter auftretenden Einschwingspannung aus dem Hochstromkreis im Bereich ihres Maximums aus einem Hochspannungsschwingkreis eine derartige Einschwingspannung überlagert wird, daß die resultierende Einschwingspannung der für den Prüfschalter erforderlichen Prüfspannung angepaßt ist, wobei der Prüfschalter mit einem ebenfalls vom Ausschaltstrom durchflossenen Hilfsschalter in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschwingkreis (C_sk, JLjjt) ein parallel zum Hilfsschalter (H.K.) liegendes Einschwingglied. (C_EK, Rek) und ein die Frequenz eines über den Hilfsschalter (H.K.) fließenden Hilfsstromes (/,) bestimmendes Glied (C₁₁, Rn) enthält, das in Reihe mit dem Hilfsschalter (HJC.) liegt und nach Öffnen dieses Schalters im Augenblick des Nullwerdens des Hilfsstromes (z*) durch eine Schaltvorrichtung (F₃) kurzschließbar ist.