DE1765047A1 - High voltage switchgear - Google Patents

High voltage switchgear

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DE1765047A1
DE1765047A1 DE19681765047 DE1765047A DE1765047A1 DE 1765047 A1 DE1765047 A1 DE 1765047A1 DE 19681765047 DE19681765047 DE 19681765047 DE 1765047 A DE1765047 A DE 1765047A DE 1765047 A1 DE1765047 A1 DE 1765047A1
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high voltage
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    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/002Very heavy-current switches
    • H01H33/004Very heavy-current switches making use of superconducting contacts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14Balancing the load in a network
    • HELECTRICITY
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Description

Hochspannun7Eisch,-ilteinrichtung. Es ist bekannt, daß durch Einenhaltung einer supraleitenden Strecke In einer Leitung bei Eintritt eines über ddm kritischen Strom dic- ner Strecke liegenden ßtromwertes dieser normalleitend wird und dann, bei entsprechender Bemessung, einen hohen WidersAnd darstellt, durch den der 9trom stark gedrosselt wird. Normaler- wein.o wird eine solche supraleItende Strecke eteuerbar ausgefUhrt (Kryotron), indem durch eine Steuerwicklung ein zusätzliches magne- tischen Peld zum Eigonfeld den den Hauptstrom führenden Suprale4 ters erzeugt wirdg so daß, wenn die Summe beider Pelder den kri- tischen PeldstKrkewert des Suprqleltern der Hauptetrom führenden Strecke übersteigt9 dieser normAleitend AM Die Verwendung eines Kryntrons In dieser Weine Im Zuge Winer P Rechepannungeleitung hat jedoch schwerwiegende Nachteile. Da nach Eintritt von Normnlleltung der Strom nicht völlig unterbrochen, sondern nur ntark herabgesetzt wird, treten in dieser Zur.tard beträchtlArhe 9tromw,;irmever'.'uitf, auf, d'Ae entweder das Kryotron nach einer gewisnen Zelt*zerstören, ode*r, cofern es,so nusgcfyhrt ist,-daß es aijr-.reirhend hohen Widerstrind best'tzt - wodurch aller- dingn auch der Knstenaufwand entsnrechend höher Ist -9 zu einem aterken Verdampfen des-notwendigen KUhlinittelag In allgemeinen Hellum, führen. EEin weiterer Nachteil bei den a.g. Einantz eines Ktyotronn Ist Im Falle des NormR1leitendwerdenn die hohe Stromän- derungsgeschwIndigkeit, die beim Abschalten starker Ströme auf- tritt (10 ... 20 jusee), und die zusammen mit der vorhandenen In-' duktivitttt der Leitungen zu gefthrlichen ÜberspaAungen fUhrt. Eine hohe Stromänderungegeschwindigkeit ist aber notwendig, um die Schaltarbeit niedrig zu halten, die andernfalls das Kryotron zerstören würde. Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannung.9-8.--halteinrichtung mit einem Leistungeschalter..dem zur Begrenzung den Hauptstroms ein Wirk. oder ScheiAwiderstand mit dazu parallel liegendem Kryo- trnn (steuerbare Supraleiterstrecke) vorgenehalt et int, wobeJ das Kryotron den Widerstand Im normalen Betrieb kurzachließt. Bei der erfindungegenäßen Einrichtung sind-die vorgengnnten Nachteile dn- ,durch vermieden, daß In Serie zum Kryotron ein bei Vormalleitend- .Werden (Ansprechen)-dea Kryötrona.erehneller als der Lelstungeschal. ter abschaltender Hilfesahalter geschaltet tot. Vorteilhaft Ist der PartilLeLwlderf3tand deo Kryotrong mit ao hoher #troadichte bemessen, (laß er bei ?lormnlleitf?ndworden Jes Kryotronn gerade noeh bis zum.Anoprechen das Leititungsschaltern - gegebenen- falle bei Kur-n.#iohlüDfortechaltung auch bi.-9 zum wiederholten Anaprechen den Leiatungeschaltere - mit dem Kurrschlußhauptstrom belattbar tot. An Hand der ZF.,i(-hniinp werden weitere erfindiinrqtycmiiße Einzelbeiten (-,«r'i4utert. In der Zeichnung let ein Kryotron 1 In ..Prie riit einen #3c##nellochnlIer 2 parallel zu eJneri ohmschen Wl S derstand 3 P.,eirlialtet. Der PürallelschFeltung Ist ein LeIstungs- schalter 4* na,-hl,(--st-hal tet. Zum -Viiderz--,tnnd 3 kann eine KapaziVit 5 paral lel geschaltet sein. Die SchalteinrIchtung, gemi12 der Plaur kann dle #erbindur;f, von einem Netz I züi einem II daretellen. r? Zur Peneitigunp des erstgcnannten, nJoh auf die 9trorivi,#irmeverluste be!-,Ichenden IJ#iolitellle ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß das. Kryotron 1 nach dem Ansprechen in einer möglichst kurzen Zeit durch einen Schnellschalter 2 völlig abgeschaltet wird. Diee ist inner- halb von 20 bis 50 mnec'bei 11blichen schnellarbeitenden Schaltern möglich. Der Schalter 2.hat dabei nur eine sehr kleine Leistung ab- zuschalteng weil den Kryotron tzur Abschaltzelt bereits normal- leitend ist und ala gro0er Vorwideretand den Strom auf eln'en sehr kleinen Wert gedrüsselt hat. Der S3hnell- oder Hilfeschalter 2 Ist vorteilhaft durch ein Relhie gesteuert, welches bei einem der Nor- inalleitung des Kryotronn entapree.henden Stromwert automatisch'ab- schaltet. Der Hilfsachalter kann auch günstig (direkt oder über das .zugehörige Rel sie) In AbhängIgkeit von der am Kryotron bei desnen Normalleitendworden auftretenden Spannung oder Strömänderungsge- ebhwindl,gkeit betätigt dein. Xuch beim'Einichalten hat'-der Hilfe- echalter 2 nur den Kryotren-Nennetrom zu bewältigek, no daß die Schalterleletung in allen Püllen klein und der Schalter 2 selbst wenig aufwendig Ist. Zur Vermeidung den zweiten obengenannten Narhtellev_der-ßich auf entetehende Überopannungen bezieht, sind erfindungegewäß dartryo- tron 1 uM der mit diesem In Serie liegend4 Schnellechalter 2 durch Beinen ohnachen oder ScheInwideretand 3 UberbrUckt. Dieser Widereta:W tbtru4mt nach dem "apreqhen den Kryotronn dezi gesamten Strom - 91,züglich eIne.i kleinen 'ResIstromes durch das Kr.Votron. Der ellderstand 3 Ist erfindungsgemäß so bemesnen, dnC der Strom Im KurzschluEfalle.durch Ihn nuf einen 'Nert begrenzt Ist, welcher .zuverl-äseig durnh den LeistungsschnIter 4 ibgenchnltet lvcrden kann. Da der Widerstand 3 Im normalen Betrdcb.von Kryotron 1 kurzgeschlos- nen imt, fUhrt cr Ircinen 131,rnm und Irt tiu(-h In P«--lle den Antnpreohens, d.h. des Nnrmnllcltandwerdeni3 des Kryotrons, nur bis . zum Abschalten durch den linijptschngter 4, z.B. 100 bin 150 inscr lang, belastet. Es lot gUnntJg, i!enn d#r Widerstand 3 eo bemcsrcn und nuqgebildet ist, dnß er bei Kij.rzschlußfortmehnliunr. nnch 0,2 bis 0,3 sec nochinaln 100 bis 150 meer mit dom Kurzechlij2ptromibe- lastbar Int. Der Widerntand 3 kAnn daher vorteilhe.ft f(Ir kurze Zeitbelastung.mit ey.trem hoher Stromdichte bemessen sel.n und Ist. daher verhtiltnismäßig wenig, nufwendJp". In besonderen Pällen kann en sich gemäß weiterer ErfIndunp nl-q vorteilhaft erweisen, einen Kondeneator 5 linrallel zum Widerstand züi schalten. Die beim Abschalten Im Kryotron auftretende Spp-nnung kann durch Ihn zucKtzlich gesenkt werden, so daß die Spannunf, in. Bereich ungefährlicher Werte bleibt. High-voltage equipment. It is known that by keeping a superconducting distance In a line when a critical current above the ddm occurs The current value lying along a path becomes normally conductive and then, with appropriate measurement, a high contradiction represents, through which the 9trom is strongly throttled. Normal Wein.o such a superlative route is made affordable (Kryotron) by creating an additional magnetic At the table Peld to the Eigonfeld, the Suprale4, which leads the main stream so that if the sum of both fields exceeds the critical table PeldstKrke value of the super parents of the main electricity leader Distance exceeds 9 of this normAconductive AM The Use Of A Kryntron In These Wines In The Winering Winer P. However, computing voltage line has serious disadvantages. Thereafter When normalization occurs, the current is not completely interrupted, but is only significantly reduced, step in this back considerableArhe 9tromw,; irmever '.' uitf, auf, d'Ae either the cryotron to destroy a certain tent, or if it is, so nusgcfyhrt is -that there is a very high degree of resistance , whereby all- The cost of art is also correspondingly higher. It is -9 to one aterken evaporation of the necessary KUhlinittelag In general Hellum, lead. Another disadvantage with the ag Einantz one Ktyotronn In the case of the standard R1, the high currents become conductive change speed, which increases when switching off strong currents occurs (10 ... 20 jusee), and together with the existing in- ' ductivity of the lines leads to dangerous overpowers. However, a high rate of change in current is necessary in order to to keep the switching work low, otherwise the cryotron would destroy. The invention relates to a high voltage. 9-8 .-- holding device with a power switch..dem to limit the main current an effect. or ScheiA resistance with parallel cryogenic trnn (controllable superconductor section) reserved et int, whereby the Kryotron's resistance briefly decreases during normal operation. In the In accordance with the invention, the aforementioned disadvantages are thin , by avoiding that in series with the cryotron a previously conductive .Become (address) the Kryötrona. More similar than the Lelstungeschal. The disabling help holder switched to dead. The PartilLeLwlderf3tand deo Kryotrong with ao higher is advantageous #troadichte measured, (let him be at? lormnlleitf? nd Jes Kryotronn just until the line switch is spoken - given- fall with Kur-n. # iohlüDfortechaltung also bi.-9 for the repeated Talk to the circuit breaker - with the main stream lattable dead. With reference to the ZF., I (-hniinp, further inventive measures are made Individual work (-, «r'i4utert. In the drawing a cryotron let 1 in ..Prie riit a # 3c ## nellochnlIer 2 parallel to eJneri ohmic Wl S. derstand 3 P., eirlialtet. The PürallelschFeltung is a performance switch 4 * na, -hl, (- st-hold. For -Viiderz -, tnnd 3 a capacity 5 be connected in parallel. The switching device, according to the Plaur can represent the #erbindur; f, from a network I to a II. r? To the penalties of the first-mentioned, nJoh on the 9trorivi, irme losses be! -, Ichenden IJ # iolitellle, it is provided according to the invention that the. Kryotron 1 as soon as possible after responding a quick switch 2 is completely switched off. Thee is inside half from 20 to 50 minutes with the usual high-speed switches possible. The switch 2.Hat it off only a very small power switch on because the Kryotron to the shutdown tent is already normal is conductive and ala great resistance the current on eln'en very much has depressed small value. The emergency or help switch 2 is advantageously controlled by a Relhie, which in one of the inal line of the cryotron entapree. switches. The auxiliary supervisor can also be cheap (directly or via the . Associated rel) Depending on the design at the cryotron The voltage or flow rate changes ebhwindl, gkeit your. Xuch when 'getting in' - the help- switch 2 only to cope with the cryotrene nomenclature, no that the Switch line in all pens small and switch 2 itself Is not very expensive. To avoid the second above-mentioned Narhtellev_der-ßich on Entetehende over-tension relates, are according to the invention dartryo- tron 1 uM of the 4 quick switch 2 lying in series with this Legs without or apparent resistance 3 bridged. This Widereta: W tbtru4mt after the "apreqhen the Kryotronn dezi the entire current - 91, plus a small stream of residual through the Kr.Votron. Of the Ellderstand 3 is dimensioned according to the invention so that dnC the current Im Short circuit trap is limited by it to only one value, which .reliable because the power cutter 4 can operate. Since the resistor 3 is short-circuited during normal operation of Kryotron 1 nen imt, leads cr Ircinen 131, rnm and Irt tiu (-h In P «- lle den Antnpreohens, that is, of the need to become active in the cryotron, only up to . to switch off through the line 4, e.g. 100 bin 150 inscr long, burdened. It is good, if the resistance is 3 eo and is nuqformed that he is at Kij.rzschlussfortmehnliunr. after 0.2 up to 0.3 sec. 100 to 150 sea with dom Kurzechlij2ptromibe- loadable Int. The resistance 3 can therefore be advantageous Time load with extremely high current density measured sel.n and actual. therefore relatively little, nufwendJp ". In special cases, according to further inventions, nl-q prove advantageous to have a capacitor 5 linrallel to the resistor switch on. The voltage that occurs in the cryotron when it is switched off can be further reduced by it, so that the tension in. The range of non-hazardous values remains.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r U a h e
1, flochspannungs-Schalteinr1chtung mit einim Leistung.eig(-halterp d,em zur Begrenzung des-Haupistroxe ein Wirk- oder ein S(!hein- widerstand mit dazu parallel liegendem Kryotron (eteuerbare Supraleiterstrecke) vorgeschaltet ist@ dadurch'gekennzeichnetu -daß in Serie zum-Kryotron (1) ein bei Normalleitendwerden den Kryotronn schneller als der Leintungsachilter (4) abechaltefider Eilfeschalter (2) geschaltet ist* ,2. Behalteinriehtung nach Anspruch 19 dadurch gekonnzeichnetu daß parallel zum ohmachen oder gemischt ohnach-Induktiven Wideretead (3)# ein Kondensator (5) geschaltet ist&
P atentans p r u a he
1, float-voltage switching device with a power output d, em to delimit the main isroxe an active or an S (! hein- resistance with parallel cryotron (controllable Superconductor line) upstream is marked @ by ' -that in series with the cryotron (1) one with normal conductivity Kryotronn faster than the Leintungsachilter (4) abechaltefider Rapid switch (2) is switched * , 2. Retaining device according to claim 19 characterized in that parallel to the resistive or mixed non-inductive counter-lead (3) # a capacitor (5) is connected &
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DE1765047B2 DE1765047B2 (en) 1973-12-06
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3844053A1 (en) * 1988-12-28 1990-07-05 Calor Emag Elektrizitaets Ag Superconductive switch

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3844053A1 (en) * 1988-12-28 1990-07-05 Calor Emag Elektrizitaets Ag Superconductive switch

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Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee