DE1765820C3 - Wechselstromleistungsschalter - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Lichtbogenlöschung eines Wechselstromleistungsschalters durch ein Gleichrichterventil zu verbessern, das in einem zur Schaltstelle des Schalters parallelen Nebenweg liegt. Das Gleichrichterventil übernimmt den Strom von der Schaltstelle, wenn die Lichtbogenspannung des Leistungsschalters größer ist als die Schwellspannung des Ventils.

Ferner ist vorgeschlagen worden (DT-PS 12 87 674), zwei in Reihe liegende Schaltstellen und einen Nebenweg mit zwei gegeneinander geschalteten Gleichrichterventilen vorzusehen, wobei zvischen dem Verbindungspunkt der beiden Schaltstellen und dem Verbindungspunkt der beiden Gleichrichterventile ein Halbleiterelement angeordnet ist, das in Abhängigkeit von dem zu schaltenden Strom derart steuerbar ist, daß während des Abschaltvorganges kurz vor dem Stromnulldurchgang ein Stromfluß in den Nebenwegen einsetzen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen solchen Schalter ein einfaches und leicht steuerbares Halbleiterelement anzugeben.

Gemäß der Erfindung dient als steuerbares Halbleiterelement ein magnetfeldabhängiger Widerstand, der mit einer Mittenanzapfung einer Magnetspule verbunden ist, die zwischen beiden Schaltstellen liegt.

Die Steuerung des magnetfeldabhängigen Widerstandes erfolgt durch das Magnetfeld der Magnetspule, so daß man eine zwangsläufige Wirkung mit besonders geringer Anzahl von Schalungselementen erhält. Die Steuerung von anderen Halbleiterelementen erfordert dagegen zum Teil aufwendige Hilfsschaltkreise.

Die Magnetspule kann einen sättigbaren Kern aufweisen. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Sperrung der Ventile über dem größten Teil der Stromflußdauer. Erst kurz vor dem Stromnulldurchgang ändert sich die magnetische Induktion, so daß sich eine zuverlässige selbsttätige Steuerung des Widerstands-S wertes und damit auch der Durchlässigkeit des Nebenweges ergibt

Eine Verbesserung des Wechselstromleistungsschalters nach der Erfindung kann noch dadurch erreicht werden, daß die Nebenwege einen verzögert schließenden Schalter aufweisen, so daß keine weitere Beanspruchung des Nebenweges durch eine Wiederzündung mehr möglich ist

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher «5 erläutert

Die F i g. 1 zeigt das prinzipielle Schaltbild eines Wechselstromleistungsschalters nach der Erfindung.

In Fig.2 ist der zeitliche Verlauf der wichtigsten elektrischen Größen eines mit dem Schalter ausgerüsteten Stromkreises dargestellt

Der Wechselstromleistungsschalter gemäß der F i g. 1 besitzt zwei in Reihe liegende Schaltstellen 1 und 1'. Diesen sind die Nebenwege mit den gegeneinander geschalteten Gleichrichterventilen 3,3' zugeordnet Der Verbindungspunkt der Ventile ist über einen einzigen magnetfeldabhängigen Widerstand 4 zu einer Magnetspule 2 geführt die symmetrisch ausgebildet und mit einer Mittenanzapfung versehen ist Man kommt deshalb mit einem einzigen Widerstand 4 aus. in Reihe mit dieser Parallelschaltung kann noch eine Trennschaltstelle geschaltet sein.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung sei nun anhand der Fig.2 erläutert Der zu unterbrechende Strom ist ein üblicherweise sinusförmiger Wechselstrom i. Er verteilt sich auf die parallelen Zweige, die von der Schaltstelle und dem Nebenweg gebildet werden, als Ströme ·Ί und h- Der Strom i\ entspricht dabei über den größten Teil der Halbwelle dem Strom i, da der Strom /2 im Nebenweg durch den magnetfeldabhängigen Widerstand auf einen wesentlich kleineren Wert begrenzt wird. Durch die Sättigung der Magnetspule 2 ist erreicht (Kurve B), daß der Widerstand Ädes Widerstandes 4 bis zum Zeitpunkt fi groß ist Erst kurz vor dem Nulldurchgang sinkt die magnetische Induktion. Deshalb verringert sich der Wert R des Widerstandes 4, und der Strom i₂ steigt an, obwohl der durch das Netz bestimmte Gesamtstrom /abnimmt. Unter der Wirkung der Lichtbogenspannung an der Schaltstelle 1 erreicht der Strom i₂ schließlich die Größe des Gesamtstromes i. Zu diesem Zeitpunkt ist der Strom /Ί über die Schaltstelle 1 Null geworden. Mithin steht die Zeit zwischen dem Zeitpunkt /2 und dem Nulldurchgang des Stromes für die Entionisierung der Schaltstelle 1 zur Verfügung. Wenn dieser Zeitraum auch klein erscheint, so ist er doch sehr groß gegenüber dem üblichen Entionisierungszeitraum, der ohne Nebenweg möglich ist. Dennoch kann das Halbleiterventil 3 bedeutend schwächer bemessen werden, als dem Kurzschlußstrom 1 entspricht, zumal die Belastung des Ventils mit dem Quadrat des Stromes steigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wechselstromleistungsschalter mit zwei in Reihe liegenden Schaltstellen mit je einem ein Gleichrichterventil enthaltenden Nebenweg, wobei die Gleichrichterventile der Nebenwege gegeneinander geschaltet sind und zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Schaltstellen und dem Verbindungspunkt der beiden Gleichrichterventile ein von dem zu schaltenden Strom abhängig steuerbares Halbleiterelement angeordnet ist, das während des Abschaltvorganges kurz vor dem Stromnulldurchgang einen Stromfluß in den Nebenwegen zuläßt, nach Patent 12 87 674, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbares Halbleiterelement ein magnetfeldabhängiger Widerstand (4) verwendet ist, der mit einer Mittenanzapfung einer Magnetspule (2) verbunden ist, die zwischen beiden Schaltstellen (1,1') liegt

2. Wechselstromleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenweg einen verzögert schließenden Schalter aufweist.