DE2043731B2 - Synthetische pruefschaltung - Google Patents

Description

Zur Prüfung des Schaltvermögens von Hochspannungsleistungsschaltern ist eine synthetische Prüfschaltung bekannt, bei der die Hochstromquelle von der Hochspannungsquelle durch einen Hilfsschalter abtrennbar ist, zu dem ein Kondensator parallelgeschaltet ist. Die Hochspannungsquelle wird nach dem letzten Stroimnulldurchgang des von der Hochstromquelle gelieferten Stromes zugeschaltet, weil der Anfang der Spannungsbeanspruchung nach dem Stromnulldurchgang des Hochstromes von der wiederkehrenden Spannung der Hochstromquelle selbst geliefert wird. Dieser Spannungsanteil wird bei geöffnetem Hilfsschalter durch den zu diesem parallel liegenden Kondensator übertragen (DBP 11 8084i).

Während bei der bekannten Schaltung die Kopplung zwischen dem Prüfling und der Hochstromquelle ausschließlich durch den Kondensator übernommen werden soll, zielt die Erfindung darauf ab, den Hilfsschalter selbst in stärkerem Maße als elektrisch leitende Verbindung zu benutzen. Zu diesem Zweck verwendet man erfindungsgemäß einen Schwingkreis mit einer Kapazität und einer Induktivität, die eine höhere Frequenz als die Betriebsfrequenz des 7.11 prüfenden Schalters ergeben und über ein schnellschal- 6s tendes Schaltgerät während des Stromnuildurchganges des Stromes der Hochstromquelle diesem im Hilfsschalter einen Schwingstrom überlagern.

Der Schwingstrom hoher Frequenz sorgt für eine gute Leitfähigkeit des Lichtbogens im Hilfsschalter unabhängig von der Stromstärke, die durch die Belastung des Prüflings mit der Hochstromquelle gegeben ist. Auf diese Weise wird es möglich, den Kondensator zu entlasten und unter Umständen kleiner zu machen. Insbesondere ist die durch den Schwingstrom verbesserte Leitfähigkeit in der Lage, auch sehr große Nachströme zu übertragen. Nachströme sind in diesem Zusammenhang Ströme, die unmittelbar nach dem Stromnulldurchgang auftreten und Bruchteile von Ampere bis etwa 20 Ampere betragen können.

Das schnellschaltende Schaltgerät ist vorzugsweise eine Funkenstrecke, die vom Strom der Hochstromquelle gesteuert wird. Sie soll dafür sorgen, daß der Schwingstrom in der richtigen Beziehung zum Strom der Hochstromquelle eingeleitet wird.

Die Erfindung kommt insbesondere für Schaltungen der obengenannten Art in Frage. Hierbei geht man so vor, daß der Hochspannungskreis ebenso wie der Schwingkreis oder eine Kombination beider Kreise parallel zum Hilfsschalter geschaltet ist und durch ein weiteres Schaltgerät zur Wirkung gebracht wird. Ferner kann der Hochspannungskreis mit dem Schwingkreis zu einem mehrfrequenten Kreis zusammengeschaltet sein, um beispielsweise eine besondere Art der Spannungsbeanspruchung nachzubilden. Die Erfindung kommt aber auch für synthetische Prüfschaltungen in Frage, deren Hochspannungskreis parallel zum Prüfschalter geschaltet ist und spannungsabhängig zugeschaltet wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung drei Ausführungsbeispiele beschrieben.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Hochstromquelle bezeichnet, die einpolig bei 2 geerdet ist. Die Hochstromquelle, z. B. ein sogenannter Stoßleistungsgenerator, speist über eine Induktivität 4 die Reihenschaltung aus dem Prüfling 5 und einem Hilfsschalter 6, wobei ein Kondensator 7 für eine bestimmte wiederkehrende Spannung sorgt. Nach dem Stromnulldurchgang wird über eine Steuerleitung 10 spannungsabhängig über Funkenstrecke 11 gezündet. Dadurch wird eine Hochspannungsquelle 12 wirksam, deren Spannung durch eine Induktivität 13 und die Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand 14 und einem Kondensator 15 bestimmt ist. Die vorgenannten Elemente bilden den Hochspannungskreis 16, der parallel zum Prüfling 5 liegt

Wie man sieht, liegt parallel zum Hilfsschalter 6 ein Kondensator 17. Ebenfalls parallel zum Hilfsschalter ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 20, einer Funkenstrecke 21 und der Parallelschaltung aus einer Induktivität 22 und einem ohmschen Widerstand 23 angeordnet. Die Funkenstrecke 21 ist über eine Steuerleitung 25 mit einem im Hochstromkreis liegenden Steuergerät 26 verbunden.

In F i g. 2 ist der Verlauf der Ströme und Spannungen in der Nähe des Nulldurchganges dargestellt. Man erkennt, daß der Hochstrom i'v. gleichmäßig abnimmt. Im Zeitpunkt t 1 erreicht er einen so geringen Wert, daß die Steuereinrichtung 26 der Funkenstrecks 21 zündet. Es bildet sich ein Schwingstrom i_s aus, dessen Frequenz wesentlich größer ist als die des Betriebsstromes, mit dem der Schalter geprüft wird. Z. B. ist die Frequenz von iv üblicherweise 50 ... 60 Hz. Die Frequenz von i_s beträgt dagegen etwa 1000 bis 2000 Hz.

Die Überlagerung der Ströme /v. und /_s ergibt eine Verzögerung des Stromnuildurchganges um einen vorbestimmten Wert. Die in der Figur zwischen den

Zeitpunkten t _s. Null und 1₂ liegende Zeitspanne beträgt z. B. 250 bis 500 μ/sec. Während dieser Zeit wird die von der Hochstromquelle 1 gelieferte Spamung unbeeinträchtigt über den Hilfsschalter 6 übertragen, wie die in F i g. 2 mit u ι bezeichnete Linie andeutet. Anschließend , > im Zeitpunkt /2 wird die Spannung U₂ der Hochspannungsquelle 12 wirksam. Die resultierende Übcrlagerungsspannung ist u_P, d.h. die am Prüfling anstehende Spannung, die den Prüfvorschriften od. dg), entsprechen muß.

im Zeitpunkt 12 schwingt am Kondensator 17 die Spannung υ j de.s Schwingkreises 20, 22 gegenüber den Spannungen u \ und u 2 negativ ein. Die Spannung u 1 ist jedoch relativ klein. Sie kann mit den Parametern des Schwingkreises so bestimmt werden, daß die Spannung u ρ am Prüfling nicht störend verzerrt wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Hochstromkreis in üblicher Weise aus dem Generator 1, der Induktivität 2, dem Prüfling 5, dem Hilfsschaiter 6 und dem Kondensator 7 zur Einstellung des Spannungsanstieges. Parallel zum Hilfsschalter 6 liegt wiederum der Kondensator 17. Die Funkenstrecke 11 zur Zuschaltung des Hochspannungskreises ist jedoch als Parallelzweig zu der Reihenschaltung des Kondensators 12 und eines Widerstandes 23 ausgebildet. Diese Elemente liegen in Reihe mit der Funkenstrecke 21, deren stromabhängige Steuerung nicht dargestellt ist, und der Induktivität 22. Außerdem ist mit den Elementen noch der Kondensator 20 in Reihe geschaltet, wobei vorausgesetzt ist, daß der Kondensator 20 größer ist als der Kondensator 12.

Aus der in Fig.4 gezeichneten Darstellung der Ströme und Spannungen erkennt man, daß der Hochstrom i\ im Hilfsschalter 6 im letzten Siromnulldurchgang wiederum mit dem Schwingstrom /\ überlagert wird. Zu diesem Zweck wird im Zeitpunkt 11 die Funkenstrecke 21 gezündet. Eine hierfür geeignete stromabhängige Steuerung wurde an Hand der F 1 g. 2 beschrieben.

Nach dem Erlöschen des Schwingstrumes, der die Leitfähigkeit des Hilfssehalters 6 bis zum Zeitpunkt i; vergrößert, überlagert sich der seit dem Zeitpunkt ίο ansteigenden Spannung u \ des Hochstromkreises die Spannung des Hochspannungskreises, nachdem die Funkenstrecke 11 z.B. spannungsabhängig gezündet wurde. Man erhält die resultierende Spannung als Beanspruchung des Prüflings 5.

In der Fig. 5 ist eine synthetische Prüfschaltung dargestellt, deren Hochstromkreis mit dem Generator 1, der Induktivität 2. dem Prüfung 5, dem Hilfsschalter 6 und dem Kondensator 7 wie bei den vorstehend beschriebenen Schaltungen ausgebildet ist. Zum Hilfsschalter 6 ist wiederum ein Kondensator 17 parallelgeschaltet. Mit einer Funkenstrecke 11 ist jedoch ein Hochspannungskreis zuschaltbar, nachdem mit der Funkenstrecke 21 ein Schwingstrom über dem Hilfsschalter 6 hervorgerufen wurde, dessen Größe durch die Induktivität 22 und den Kondensator 20 bestimmt ist. Der Kondensator 12 dient als Hochspannungsquelle. Die Hochspannung wird mit der Induktivität 13 im Zusammenwirken mit den vorgenannten Schaltelementen auf einen für die Spannungsbeanspruchung geeigneten Wert gebracht.

Hierzu 2 BUitt Zeiehr.uimen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Synthetische Prüfschaltung zur Prüfung des Schaltvermögens von Hochspannungsleistungsschaltern mit einer Hochstromquelle und einer Hochspannungsquelle, die von der Hochstromquelle durch einen Hilfsschalter abtrennbar ist, wobei parallel zum Hilfsschalter ein Kondensator liegt und die Hochspannungsquelle nach dem letzten Stromnulldurchgang des von der Hochstromquelle gelieferten Stromes zugeschaltet wird, gekennzeichnet durch einen Schwingkreis mit einer Kapazität (20) und einer Induktivität (22), die eine höhere Frequenz als die Betriebsfrequenz des zu prüfenden Schalters ergeben und während des Stromnuildurchganges des Stromes (i\) der Hochstromquelle (1) über ein schnellschaltendes Schaltgerät (21) einen Schwingstrom über den Hilfsschalter (6) schicken.

2. Synthetische Prüfschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schnellschaltende Schaltgerät eine Funkenstrecke (21) ist, die vom Strom der Hochstromquelle (1) gesteuert wird.

3. Synthetische Prüfschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskreis ebenso wie der Schwingkreis parallel zum Hilfsschalter (6) geschaltet ist und durch ein weiteres Schaltgerät (11) insbesondere spannungsabhängig zugeschaltet wird.

4. Synthetische Prüfschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskreis mit dem Schwingkreis zu einem mehrfrequenten Kreis zusammengeschaltet ist (F i g. 5).

5. Synthetische Prüfschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskreis parallel zum Prüfschalter (6) geschaltet ist und spannungsabhängig zugeschaltet wird.