DE2043286A1

DE2043286A1 - Synthetic test circuit

Info

Publication number: DE2043286A1
Application number: DE19702043286
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr 1000 Berlin Slamecka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-08-25
Filing date: 1970-08-25
Publication date: 1972-03-02
Also published as: NL7111722A; JPS527537B1; FR2104869B2; FR2104869A2

Description

Zusatz zu Patent (Anmeldung P 19 38 872.8 = VPA 69/0086)Addition to patent (application P 19 38 872.8 = VPA 69/0086)

Das Haupt pat ent (Anmeldung P 19 38 872.8) betrifft eineThe main pat ent (application P 19 38 872.8) concerns a

synthetische Prüfschaltung zur Prüfung des Ausschaltvermögens von Hochspannungsschaltern mit einer Hochstromquelle, die den Prüfling über einen Hilfsschalter mit dem erforderlichen Strom beansprucht, und mit einer Hochspannungsquelle erhöhter Frequenz, die kurz vor dem Stromnulldurchgang zugeschaltet wird, um den letzten Teil der Strombeanspruchung und daran pausenlos anschließend den ersten Teil der Spannungsbeanspruchung zu erzeugen, wobei eine zweite Hochspannungsquelle mit einem parallel liegenden Schalter vorgesehen ist, die nach dem Stromnulldurchgang zugeschaltet wird, um die Spannungsbeanspruchung des Prüflings durch eine Überlagerung der Spannungen der beiden Hochspannungsquellen zu erhöhen.Synthetic test circuit for testing the breaking capacity of high-voltage switches with a high-current source that supplies the test item demanded the required current via an auxiliary switch, and with a high voltage source of increased frequency, which is switched on shortly before the current zero crossing, to the last part of the Current stress and then continuously to generate the first part of the voltage stress, with a second High voltage source is provided with a parallel switch, which is switched on after the current zero crossing to increase the voltage stress on the test object by superimposing the voltages of the two high-voltage sources.

Um eine einfache Steuerung und ein gutes Betriebsverhalten zu ermögliche, liegt gemäß dem Hauptpatent in Reihe mit der zweiten Hochspannungsquelle eine gesteuerte Funkenstrecke und parallel zu dem Schalter ein Kondensator. Dadurch wird der Spannung, die in der Stromüberlagerungsschaltung zur Beanspruchung des Prüflings dient, in einfacher Weise eine weitere Spannung überlagert. Die zweite Spannungsüberlagerung wird spannungsabhängig gesteuert.In order to enable simple control and good operating behavior, According to the main patent, there is a controlled spark gap in series with the second high voltage source and parallel to it a capacitor to the switch. This reduces the voltage that is generated in the current superimposition circuit to stress the device under test serves, a further voltage superimposed in a simple manner. The second voltage superposition is controlled as a function of the voltage.

Ziel der Erfindung ist eine Ausbildung der Schaltung nach dem Hauptpatent, durch die eine stromabhängige Zuschaltung auch für die Spannung möglich wird, die der Spannungskomponente der Stromüberlagerungsschaltung überlagert wird.The aim of the invention is a design of the circuit according to the main patent, through which a current-dependent connection also for the voltage becomes possible that of the voltage component of the current superposition circuit is superimposed.

209810/1007209810/1007

VPA 70/3788VPA 70/3788

Gemäß der Erfindung wird dies bei der Schaltung nach dem Hauptpatent durch die Parallelschaltung eines Kondensators und einer Funkenstrecke erreicht, die mit der zweiten Hochspannungsquelle in Reihe geschaltet ist, wobei die Funkenstrecke der Parallelschaltung nach dem Ansprechen der ersten Funkenstrecke im Bereich des Nulldurchganges des dadurch ausgelösten Schwingstromes gezündet wird.According to the invention, this is the case with the circuit according to the main patent achieved by connecting a capacitor and a spark gap in parallel to the second high voltage source is connected in series, the spark gap of the parallel connection after the response of the first spark gap in the area of the zero crossing of the resulting oscillating current is ignited.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. " Dabei ist in Fig. 1 in einem Schaltbild die mit Stronüberlagerung arbeitende synthetische Prüfschaltung und in Fig. 2 für den Prüfling und in Fig. 3 für den Hilfsschalter in Diagrammen der Verlauf von Strom und Spannung über der Zeit in der Nähe des entscheidenden Stromnulldurchganges dargestellt.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described below with reference to the accompanying drawing. "Here is in Fig. 1 in a circuit diagram with the superimposition of currents working synthetic test circuit and in Fig. 2 for the test object and in Fig. 3 for the auxiliary switch in diagrams of the course of current and voltage over time in the vicinity of the decisive current zero crossing.

In Fig* 1 ist der Hochstromkreis mit etwas stärkeren Linien gezeichnet. Zu ihm gehört die von einem Generator G gebildete Hochstromquelle, die über eine Induktivität L und einen Hilfsschalter Sv-] den Prüfling S mit dem gewünschten Strom beansprucht. Der Prüfling S ist ein Hochspannungs-Hochleistungsschalter für beispielsweise 380 kV, 40 IJVA mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel. Parallel zu der Reihenschaltung des Hilfsschalters S^ und des Prüflings S liegt die Reihenschaltung aus einem Kondensator C und einem ohmschen Widerstand R₁ die für den gewünschten Verlauf von Strom und Spannung im Hochstromkreis sorgen.In Fig * 1, the high-current circuit is drawn with somewhat thicker lines. It includes the high-current source formed by a generator G, which loads the test object S with the desired current via an inductance L and an auxiliary switch Sv-]. The test item S is a high-voltage high-performance switch for, for example, 380 kV, 40 IJVA with sulfur hexafluoride as the extinguishing agent. Parallel to the series connection of the auxiliary switch S ^ and the test object S is the series connection of a capacitor C and an ohmic resistor R _1, which ensure the desired course of current and voltage in the high-current circuit.

Der Hochspannungskreis umfaßt den Kondensator C^ als Hochspannungsquelle und die Induktivität L*, die in Reihe mit der Funkenstrecke F-j den Kondensator C^₁ mit dem Prüfling S verbindet. Parallel zum Prüfling S liegt im Hochspannungskreis die Reihenschaltung eines Kondensators C-j und· eines ohmschen WiderstandesThe high-voltage circuit comprises the capacitor C ^ 1 as a high-voltage source and the inductance L *, which _{connects the capacitor C ^ 1} to the test object S in series with the spark gap Fj. The series connection of a capacitor Cj and an ohmic resistor is located in the high-voltage circuit parallel to the test object S

- 3 O 209810/1007- 3 O 209810/1007

VPA 70/3788VPA 70/3788

— 3 — - 3 -

R^, die eine Einstellung der von der Hochspannungsquelle C^ gelieferten Schwingspannung gestatten.R ^, which allow an adjustment of the oscillation voltage supplied by the high voltage source C ^.

Die Werte der vorgenannten Elemente der synthetischen Prüfschaltung sind so gewählt, daß die Hochspannungsquelle C^-j beim Zünden der Funkenstrecke F-j, das mit einem stromabhängigen Steuergerät St^ vor dem letzten Nulldurchgang des Hochstromes vorgenommen wird, einen Strom höherer Frequenz liefert, der sich dem Strom im Hochstromkreis kurz vor dem Nulldurchgang so überlagert, daß der Strom im Γ rufling S mit der richtigen Steilheit im richtigen Zeitpunkt Null wird.The values of the aforementioned elements of the synthetic test circuit are chosen so that the high voltage source C ^ -j when igniting the spark gap F-j, that with a current-dependent control unit St ^ is made before the last zero crossing of the high current, supplies a current of higher frequency, which is superimposed on the current in the high-current circuit shortly before the zero crossing so that the current im Γ rufling S with the right slope at the right time Becomes zero.

In Reihe mit der Hochspannungsquelle C^-j ist ein Schalter S^ angeordnet, dem ein Kondensator Crp parallel geschaltet ist. Der Kondensator gehört zu einem zweiten Ilochspannungskreis, der einen Kondensator C^ als zweite Hochspannungsquelle und eine Induktivität !.ρ sowie einen z.B. zu dieser parallel liegenden ohmschen Widerstand Itj ^zur Einstellung der Kennwerte der Spannung und eine zweite Funkenstrecke Fp umfaßt. In Reihe mit der zweiten Hochspannungsquelle C^2 liegt die Parallelschaltung aus einem Kondensator Ci^t und einer Funkenstrecke F . Die Funkenstrecke Fo wird von einem Steuergerät Stp gezündet, das stromabhängig vom Stromwandler S)V angeregt wird. Eine Prüfung des Ausschalt Vermögens des Prüflings S verläuft demnach folgendermaßen:In series with the high voltage source C ^ -j, a switch S ^ is arranged, to which a capacitor Crp is connected in parallel. The capacitor belongs to a second Ilochvoltage circuit, which comprises a capacitor C ^ as a second high voltage source and an inductance! .Ρ as well as an ohmic resistor Itj lying parallel to this ^for setting the characteristic values of the voltage and a second spark gap Fp. In series with the second high voltage source C ^ 2 is the parallel connection of a capacitor Ci ^ t and a spark gap F. The spark gap Fo is ignited by a control unit Stp, which is excited by the current transformer S) V depending on the current. A test of the disconnection ability of the test item S therefore proceeds as follows:

Zunächst wird der Prüfling S über die gewünschte Zeitdauer mit dem vom Generator G gelieferten Hochstrom beansprucht. Dieser Strom ist in Fig. 2 mit i, bezeichnet. Kurz vor dem Nulldurchgang, an den sich die Spannungsbeanspruchung durch die wiederkehrende Spannung anschließen soll, schaltet das Steuergerät St-j im Zeitpunkt t>j über die Funkenstrecke F-j den ersten Hochspannungskreis zu. Dieser liefert einen höh er frequent en Schwingstrom i -j, derFirst of all, the test object S is subjected to the high current supplied by the generator G for the desired period of time. This current is denoted by i in FIG. Shortly before the zero crossing, which is to be followed by the voltage stress due to the recurring voltage, the control device St-j switches on the first high-voltage circuit at the time t> j via the spark gap Fj. This delivers a higher frequency oscillating current i -j, the

209810/ 1007209810/1007

VPA 70/3788VPA 70/3788

über den zunächst geschlossenen Schalter S^p ^zum Prüfling S fließt Dadurch ergibt sich im Prüfling S eine Überlagerung der Ströme i^ und i -j, die die gewünschte Steilheit des Stromes i durch den Prüfling sichert. Im Zeitbereich der Schwingstromüberlagerung erhält der Schalter S^ sein Ausschaltkojnmando, so daß er noch vor dem Nulldurchgang des Schwingstroiaes löschbereit ist.The initially closed switch S ^ p flows ^{to the} test object S. This results in a superposition of the currents i ^ and i -j in the test object S, which ensures the desired steepness of the current i through the test object. In the time domain of the oscillation current superposition, the switch S ^ receives its switch-off command, so that it is ready to be extinguished before the oscillation current crosses zero.

Kurz vor dem Nulldurchgang des Schwingstromes i-i wird über das Steuergerät St2 die Funkenstrecke F2 gezündet. Dadurch stellt sich ein Schrangstrom i_qp über den Schalter S^p ^Q^ⁿi der gleichsinnig " mit dem Schwingstrom i -j der Hochspannungsquelle Cj₁-J verläuft. Die dadurch verlängerte Leitfähigkeit des Hilfsschalters S^ ^orgi dafür, daß der Prüfling S in gewünschtem Maße mit der vollen Hochspannung der Hochspannungsquelle Ci-, beaufschlagt ist.Shortly before the zero crossing of the oscillating current ii, the spark gap F2 is ignited via the control unit St2. This raises a Schrangstrom i _q p via the switch S ^ p ^Q ^ ⁿ i the same direction "to the resonant current i to the high-voltage source Cj -j ₁ -J runs The resulting extended conductivity of the auxiliary switch S ^ ^ orgi it that the UUT. S is applied to the desired extent with the full high voltage of the high voltage source Ci-.

Das Zünden der Funkenstrecke Fo führt dazu, daß der Ursprung]ich als zweite Hochspannungsquelle allein geladene Kondensator C^o seine Ladung auf den Kondensator C'io überträgt. Am iinde dieses Vorganges wird die Funkenstrecke F stromabhängig gezündet. Nunmehr lädt die nahezu unveränderte Spannung der Hochspannungsquelle C^P den Kondensator C^p auf. An diesem entsteht eine Spannung mit der richtigen Polarität, so daß der Prüfling S durch die Summe der Spannungen IL-, und Ikρ beansprucht wird.The ignition of the spark gap Fo leads to the fact that the original capacitor C ^ o, which is the second high-voltage source alone, transfers its charge to the capacitor C'io. At the end of this process, the spark gap F is ignited depending on the current. Now the almost unchanged voltage of the high voltage source C ^ P charges the capacitor C ^ p. A voltage with the correct polarity arises at this, so that the test object S is stressed by the sum of the voltages IL- and Ikρ.

Der gegenüber der Schaltung nach dem Hauptpatent zusätzliche Kondensator CVο erfordert keinen großen Aufwand, da er gegenüber der Hochspannungsquelle C^p ^nur klein zu sein braucht. Die stromabhängige Steuerung der Funkenstrecke F kann vom Steuer- gerät Stp bewirkt werden, wobei lediglich eins Verzögerung um die Zeit einer Periode des Schwingstromes i ο erforderlich ist. Die Funkenstrecke F kann aber auch spannungsabhängig gesteuert werden. The additional capacitor CVο compared to the circuit according to the main patent does not require much effort, since it ^only needs to be small compared to the high voltage source C ^ p. The current-dependent control of the spark gap from the F may control device Stp be effected with only one delay to the time of one period of the oscillation current is i ο required. The spark gap F can, however, also be controlled as a function of the voltage.

Z Figuren Z figures

2 Ansprüche «. 5 -2 claims «. 5 -

209810/1007209810/1007

Claims

VPA 70/3788 - 5 - claims

1./Synthetic test circuit to test the breaking capacity of high-voltage switches with a high-current source that the Test object with the required current via an auxiliary switch claimed, and with a high voltage source of increased frequency, which is switched on shortly before the Stroan zero crossing to the last part of the current load and then continuously generate the first part of the voltage load, v <obei a second high-voltage source with a parallel switch is provided, which is switched on after the current has passed zero is used to reduce the stress on the device under test by a Superposition of the voltages of the two high voltage sources too increase, being in series with the second high voltage source one controlled spark gap and parallel to the switch a capacitor, according to patent (application P 19 38 872.8),

characterized by the parallel connection of a capacitor

) and a spark gap (F) connected to the second high voltage source (Cor>) is connected in series, with the spark gap (F_) of the parallel connection after the first spark gap (F2) has responded in the area of the zero crossing of the one triggered thereby Oscillating current is ignited.

2. Synthetic test circuit according to claim 1, characterized in that that the spark gap (F_) is controlled by the same control unit (St2) as the spark gap (F2) in a current-dependent manner will.

20981 0/1 007