DE2101357A1

DE2101357A1 - Abschaltvorrichtung fur Wechselstrom

Info

Publication number: DE2101357A1
Application number: DE19712101357
Authority: DE
Inventors: Georges Saint Egreve; Scole Adnen. Grenoble; Bernard (Frankreich)
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1970-01-14
Filing date: 1971-01-13
Publication date: 1971-07-22
Also published as: US3633069A; CA920261A; CH537091A; ES387237A1; GB1311310A; SE371713B; FR2097222A6; FR2076429A5

Description

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MERLIN GERIN, Grenoble (Frankreich) Abschaltvorrichtung für Wechselstrom»

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschaltvorrichtung für Wechselstrom mit einer ersten mechanischen Kontaktvorrichtung, zu deren Anschlußklemmen eine Reihenschaltung aus mehreren statischen Gleichrichtern und einem Thyristor parallelgeschaltet ist, mit einer Steuervorrichtung, die auf einen Strom anspricht, der den Thyristor nach Öffnung der ersten Kontaktvorrichtung entsperrt, und zwar in einem vorbestimmten Augenblick vor dem Nulldurchgang des Stromes in der geeigneten Halbwelle, wodurch es möglicfyLst, den relativ schwachen, die Kontaktvorrichtung durchfließenden Strom in die Gleichrichter abzuleiten, wobei das spätere Auftreten der wiederkehrenden Spannung an den Anschlußklemmen des Thyristors durch eine zweite mechanische Kontaktvorrichtung gehemmt wird.

Aus der französischen Patentschrift 1 511 960 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der die erste Kontaktvorrichtung Teil eines Leistungsschalter mit synchronisierten Steuervorrichtungen ist, die die öffnung des Schalters in der geeigneten Halbwelle gewährleisten (im folgenden zu» besseren Verständnis der nachstehenden Ausführungen will-

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Jcürlich mit positiv bezeichnet), d.h. diejenige Halbwelle, die der Durchlaßrichtung der Gleichrichter entspricht. Darüber hinaus ist ein zweiter unabhängiger Schalter schwacher Leistung in Reihe mit den Gleichrichtern und dem Thyristor parallelgeschaltet mit dem ersten Schalter vorgesehen, um das Auftreten der folgenden Halbwelle in der direkten Richtung der wiederkehrenden Spannung an den Anschlußklemmen des Thyristors und der Gleichrichter zu vermeiden. Zu diesem Zweck muß die Öffnung des zweiten.Schalters ebenfalls synchronisiert sein, um das Auslösen des letzteren sofort nach der Löschung des Lichtbogens an den Anschlußklemmen des ersten Schalters zu bewirken· Tatsächlich sind die Gleichrichter dazu vorgesehen, nur einen Bruchteil des zu trennenden Stromes zu übertragen (wobei der Thyristor nur einen kurzen Augenblick entsperrt ist, z.B. 0,5 Millisekunden vor dem Nulldurchgang des Stromes), während der Thyristor im gesperrten Zustand nur dimensioniert ist, um die Spannung des Lichtbogens an den Anschlußklemmen des ersten Schalters aufrechtzuerhalten. Diese bekannte Vorrichtung weist also zwei Schalter mit synchronisierter Steuerung auf, so daß der durch die Extrapolation der Leistung des Gleichrichters auftretend· Vorteil die gesteigerten Herstellungskosten der Schalter wegen ihrer synchronisierten Steuerung nicht ausgleichen kann·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und «in« Abschaltvorrichtung der genannten Art

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zu schaffen, die keine synchronisierten Steuerungen für die Schalter benötigt und die eine zufällige Öffnung bezüglich
des abzuschaltenden Stromwertes gestattet, wobei sie die Vorteile der bekannten Vorrichtung beibehält.

Die erfindungsgemäße Bnennvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktvorrichtung in Reihe mit den Parallel Stromkreisen geschaltet ist, die die erste Kontaktvorrichtung bzw. die Gleichrichter in Reihe mit dem Thyristor aufweisen, daß jede der beiden Kontaktvorrichtungen dazu vorgesehen ist, einen Lichtbogenstrom aufrechtzuerhalten, dessen Wert dem des zu trennenden Stromes entspricht, und daß Mittel vorgesehen sind, diese Kontaktvorrichtungen im wesentlichen gleichzeitig in einem von der Stromstärke unabhängigen Augenblick zu öffnen· Der Thyristor ist so ausgebildet, daß er der Maximalspannung des Lichtbogens, die an den Anschlußklemmen der ersten Kontaktvorrichtung auftritt, widersteht. Die Synchronisationsvorrichtung zur Steuerung des Schalters ist somit überflüssig.

Die verwendeten Kontaktvorrichtungen oder mechanischen Schalter können praktisch ohne Trennkraft sein, sie müssen jedoch den Lichtbogen eine bestimmte Zeit aufrechterhalten. Es ist von Vorteil, eine schnelle Entionisierung zu ermöglichen,
und zwar unter Vermeidung jeglichen Stillstandes der Lichtbogenfußpunkte und somit jeder örtlichen Erhitzung oder
Abnützung der Kontaktflächen durch geeignete, an sich be-

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kannte Mittel, wie schraubenförmige Kontakte, die eine magnetische Beblasung bewirken. Die Schalter können selbstverständlich ein für schnelle Lichtbogenlöschung geeignetes Mittel aufweisen, z.B. Schwefelhexafluorid (SF₆) oder ein Vakuum,

Die Erfindung hat weiterhin die Aufgabe, die Steuervorrichtung des Thyristors zu vervollkommnen und insbesondere eine vorteilhafte Stromversorgung dieser Vorrichtung vorzusehen, wobei keine außerhalb liegende Stromquelle verwendet wird. Dadurch wird die Arbeitsweise der Steuervorrichtung erleichtert, indem sie während der (im folgenden "negativ" genannten) Halbwelle des abzuschaltenden Stromes nicht arbeitet, für die die Gleichrichter nicht leitend sind.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Abschaltvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung von der Spannung an den Anschlußklemmen der ersten Kontaktvorrichtung gespeist wird, wobei die Steuervorrichtung ihre Versorgungsspannung vorzugsweise von den Anschlußklemmen des Thyristors abnimmt.

Auf diese Weise ist der elektronische Steuerstromkreis bei normaler Funktion mit offenen oder geschlossenen mechanischen Schaltern nicht unter Spannung. Jede Aktivierung des Thyristors, die eine Leitung des Nebenstrowkreiees herbeiführt, wird automatisch verhindert. Sofort beim Auftreten eines Lichtbogens an den Anschlußklemmen des durch den Nebenström»

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kreis geshunteten Schalters wird die Lichtbogenspannung an diesen Klemmen dazu verwendet, den elektronischen Steuerstromkreis des Thyristors im Hinblick auf die Parallelschaltung des Lichtbogens durch die Gleichrichter zu speisen, wodurch die Löschung dieses Lichtbogens in eine« geeigneten Augenblick ermöglicht wird· Ein synchronisiertes und abgeleitetes Steuersignal des zu trennenden Stromes löst die Funktion des elektronischen Stromkreises und das Aussenden- M von EntSperrungsimpulsen des Thyristors aus. Durch eine harmonische Verbindung der Speisung und der Steuerung des elektronischen Stromkreises gestattet es die vorliegende Erfindung, den Thyristor auf besondere einfache Weise erst dann zu entsperren, wenn die Polafcität des Stromes eine Parallelschaltung und somit eine Löschung des Lichtbogens erlaubt.

AusführungsbeispielQÖer Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig.l die Wellenformen in Abhängigkeit von der Dauer des ™ Stromes und der Spannung an verschiedenen Punkten der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 das elektrische Funktionsschema,

Fig.3 die elektronische Schaltung der Steuerung einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung,

Fig.4 die elektronische Schaltung einer weiteren erfindungsgemüßen Vorrichtung,

Fig.5 und 6 Ausführungen der Schalter.

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Eine elektrische Leitung 18 mittlerer oder hoher Spannung, die in dicken Linien in den Fig.2,3 und 4 gezeichnet ist, weist zwei Kontaktvorrichtungen oder mechanische Schalter 10, 12 auf, die Trennschalter sein können· Sie sind in Reihe geschaltet und werden im wesentlichen gleichzeitig gesteuert, z.B. mit Hilfe einer mechanischen Verbindung 13, die durch ein Störungsrelais 15 angetrieben wird. Der Schalter 10 ist durch einen Nebenschlußstromkreis 20 geshuntet, in dem in Reihe eine Vielzahl von statischen Gleichrichtern, wie die Dioden 14, und ein elektronisches gesteuertes Ventil 16 oder Thyristor mit einer Steuerelektrode 19 angeordnet sind. Die Anzahl der in Reihe geschalteten Dioden 14 ist abhängig von der auftretenden wiederkehrenden Spannung, der sie widerstehen müssen. Eine im folgenden ausführlich beschriebene elektronische Steuervorrichtung steuert den Thyristor 16 so, daß dieser nach Öffnung der mechanischen Kontakte 10 und 12 entsperrt wird, z.B. infolge eines Fehlers im Netz, zu dem die Leitung 18 gehört, und zwar in einem bestimmten Augenblick.

Die Unterbrechung des Stromes geschieht folgendermaßen:

Die Schalter 10,12 werden in einem beliebigen Augenblick geöffnet, und zwar im wesentlichen gleichzeitig und ohne Synchronisationsvorrichtungen. Die Lichtbogen entstehen in üblicher Weise zwischen den festen und beweglichen Kontakten der Schalter 10,12, wodurch sie den Wechselstrom I im Stromkreis 18 aufrechterhalten. Die Abzweigung 20 bleibtftichtlei-

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tend, da der Thyristor 16 der Bogenspannung widersteht, der er je nach der Polarität der Halbwelle des Stromes, während der die Schalter 10 und 12 geöffnet wurden, unterworfen ist. Die elektronische Steuervorrichtung entsperrt den Thyristor 16 kurz vor dem Nulldurchgang des Stromes in die positive Halbwelle. Der Strom I teilt sich dann einen kurzen Augenblick zwischen den beiden Zweigen, und der Lichtbogen, der zwischen den Kontakten 10 entstanden ist und der durch den leitend gewordenen Stromkreis 20 geshuntet ist, erlischt ™

schnell. Bei der Löschung des Lichtbogens an den Kontakten 10 und bis zum Nulldurchgang des Stromes fließt der ganze Strom in die Gleichrichter 14 und in den Thyristor der Abzweigung 20 sowie in den Lichtbogen der Kontakte 12. Die Dauer dieses Stromdurchganges wird so bestimmt, daß die Entionisierung zwischen den Kontakten 10 gewährleistet ist. Während der folgenden (negativen) Halbwelle kann der umgekehrte Strom dagegen weder in der durch die Dioden 14 gesperrten Abzweigung 20 noch im Schalter 10 fließen, dessen g dielektrische Isolation zwischen den Kontakten ausreicht, um jegliche Rückzündung des Lichtbogens zu verhindern. Daraus ergibt sich, daß der Lichtbogen an den Kontakten 12 ebenfalls erlischt und endgültig den Stromkreis öffnet. Die Dioden 14 halten die vorübergehend wiederkehrende Spannung in umgekehrter Richtung einen kurzen Augenblick lang aufrecht, bis die Entionisierung zwischen den offenen Kontakten 12 vollendet ist*

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Es ist leicht ersichtlich, daß diese besondere einfache Vorrichtung die Zeit des Stromdurchganges in der oder in den Dioden 14 und im Thyristor 16 auf einen sehr kleinen Wert begrenzt, und zwar vorzugsweise unter 0,5 Millisekunden, und daß die Diode(n) 14 nicht dauernd die Umkehrspannung, die vom Schalter 12 aufgenommen wird, aufrechterhalten müssen, sobald der Lichtbogen in Höhe dieses Schalters erloschen ist. Andererseits müssen sich die Kontakte 12 in wesentlich offener Lage befinden, wenn die wiederkehrende Spannung ihre positive Halbwelle nach Abschaltung des Stromes aktiviert, um den Thyristor 16 und auch die Gleichrichter 14 schützen zu können, wenn die Kontakte 10 offen sind, wobei der Thyristor nicht allein die Netzspannung aufrechterhält, sondern nur die Lichtbogenspannung. Sein eventuelles Durchbrennen würde offensichtlich den Durchgang des gesamten Nennstromes durch die Gleichrichter hervorrufen, wenn die Kontakte 12 beim Auftreten dieser Halbwelle der wiederkehrenden Spannung nicht genügend offen sind, um diese Spannung aushalten zu können. Die Öffnung des Schalters 12 vor dem Schalter 10 gestattet es, diese Folge zu gewährleisten, jedoch mit dem Nachteil, den Schalter 12 während einer unnötig langen Zeit den Wirkungen des Lichtbogens auszusetzen. Umgekehrt darf die Öffnung des Schalters 12 nicht zu spät nach der des Schalters aus später zu erläuternden Gründen erfolgen. Diese mögliche Verzögerung in der Zeit hängt auch von der Geschwindigkeit des Öffnens der Kontakte ab (die Dauer der Öffnungsbewegung darf höchstens 10 Millisekunden betragen). Man hat festgestellt, daß die Verzögerung bei der Öffnung der Kontakte

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in bezug auf die Öffnung der Kontakte 10 nicht mehr als 30% der durchschnittlichen Dauer der Öffnungsbewegung der Kontakte 10 und/oder 12 -im allgemeinen 3 Millisekunden- überschreiten darf. Eine gleichzeitige Öffnung der Kontakte 10 und 12 scheint wünschenswert und stellt überhaupt keine Probleme für die Unterbringung des Auslösemechanismus, der dann den Kontakten 10 und 12 gemeinsam sein kann (siehe auch Fig·5 und 6).

Unter besonderer Bezugnahme auf das elektronische Schema der Ensperrungssteuerung des Thyristors 16, das in den Fig.2 und 3 dünn gezeichnet ist, sieht man einen Stromtransforraator 122, der als Stromwandler und als Widerstandsadapter dient und dessenPrimärseite in den HauptStromkreis 18 eingefügt und dessen Sekundärseite mit einem induktiven Nebenschluß verbunden ist, der durch einen Widerstand 124 und eine Induktivität 126 gebildet wird und einen Stromkreis 127 mit Phasenverschiebung bildet. Mit den Anschlußklemmen des induktiven Nebenschlusses 124, 126 ist ein Amplitudenbegrenzer 129 mit zwei Dioden 128 und 130 mit spornförmigen Köpfen verbunden, der eine Schwelle mit vorbestimmter Leitung darstellt.

Der induktive Nebenschluß 124, 126 oder Stromkreis mit Phasenverschiebung, der mit dem Amplitudenbegrenzer 128, 130 verbunden ist, gestattet es, am Ausgang des letzteren vorher ein Phasenverschiebungssignal bezüglich des Stromes im Stromkreis 18 zu erweichen, dessen Amplitude von den Dioden 128,

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130 begrenzt wird. Dieses Signal wird auf einen Transistor 132 übertragen, dessen Auslöseschwelle unter dem abgestumpften Signal liegt, das von dem induktiven Nebenschluß und dem Amplitudenbegrenzer geliefert wird· Der Transistor 132, der

einen Teil eines SperrStromkreises oder einer Sperrschaltung

131 bildet, ist mit den Anschlußklemmen einer Kapazität 134 verbunden, die ihn im Zustand der Sättigung shuntet. Die Kapazität 134 liegt zwischen dem Übermittler und einer Basis eines Schalttransistors 136, der durch einen Verstärkungstransistor 138 den Starter 19 des Thyristors 16 steuert. Der durch den Schalttransistor 136 und die Kapazität 134 gebildete Kipposzillator 139 und der Nebenschlußtransistor 132 sowie der Verstärkungstransistor 138 werden durch die Leiter 140 und 141 gespeist, die mit den Anschlußklemmen des Schalters 10 verbunden sind. Der Oszillator liefert im nicht gesperrten Zustand Steuerimpulse mit einer genügend hohen Frequenz;, z.B. von 1000 Hz.

Es ist leiht ersichtlich, daß bei der Öffnung des Schalters 10 die Lichtbogenspannung den Leitern 140 und 141, solange der Thyristor 16 gesperrt ist, zur Verfügung steht. Die Entnahme geschieht unterhalb aller oder eines Teils der Dioden 14, so daß nur über eine Spannung in der Leitungsrichtung dieser Dioden verfügt wird. Eine potentioraetrische Schaltung mit Widerstand 142 und Zenerdiode 146 gestattet es, am Leiter 148 eine konstante, durch die Schwelle der Diode 146 festgelegte Spannung zu erhalten, die geeignet ist, den

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Steuerstromkreis zur Entsperrung des Thyristors 16 zu speisen. Die Spannung an den Anschlußklemmen 141, 148 zeigt sich in Form einer rechteckigen Welle von einer Polarität, die durch die Durchlaßrichtung der Dioden 14 bestimmt wird, und sie steht während beinahe einer Halbperiode der Funktion nach Öffnen des Schalters 10 zur Verfügung. Aus Gründen, die im folgenden deutlicher dargelegt sind, ist es vorteilhaft, die Versorgungsspannung erst nach einer gewissen Verzögerung durch einen Verzögerungsstromkreis 143 anzuwenden, der im wesentli- ™ chen durch eine Kapazität 150 und einen Widerstand 152 gebildet wird, die in Reihe angeordnet und mit den Leitern 141 und 148 verbunden sind. Die Kapazität 150 steuert die Aktivierung eines Transistors 154 durch eine Zenerdiode 156, so daß die Verzögerung bei der Aktivierung des Transistors 154 durch die Ladedauer des Kondensators 150 bestimmt wird, die zum Erreichen der Leitungsschwelle der Zenerdiode 156 nötig ist. Die Verzögerung dauert vorzugsweise bis zu 2 Millisekunden. Der Transistor 154 speist durch die Widerstände 157, 158, j 160 und 162 von geeigneter Polarisation den Schalttransistor 136 und die Transistoren 132 und 138. Es ist überflüssig, das in Fig.3 dargestellte Schema weiter zu beschreiben, das zusätzliche Polarisationswiderstände in verschiedenen Lagen zeigt, wie es bei solchen Schaltungen bereits bekannt 1st·

der Vorrichtung
Die Wirkungsweise/nach den Fig.2 und 3 wird nachfolgend unter besonderer Bezugnahme auf Fig_#l beschrieben, die Kurven der Veränderung der Intensität oder der Spannung an verschiedenen

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Punkten des Stromkreises in Abhängigkeit von der Zeit darstellt· Die Kurve I zeigt die sinusförmige Änderung des Stromes im Hauptstromkreis 18· Der durch den Widerstand 124 und die Induktivität 126 gebildete induktive Nebenschluß verschiebt die Phase des vom Stromwandler 122 aufgenommenen Stromes und bewirkt eine phasenverschobene Spannung des Wertes Qq vor dem und proportional zum Strom I. Diese Spannung ist in Fig.l durch die Kurve II dargestellt. Die Amplitude dieser Spannung wird durch den Amplitudenbegrenzungsstromkreis 128, 130 begrenzt, und das abgestumpfte Signal, das am Ausgang dieses Stromkreises zur Verfügung steht, ist durch die Kurve III dargestellt· Die Leitungsschwelle des Transistors 132 wird in der Höhe SÖargestellt. Es ist leicht ersichtlich, daß der Transistor 132 gesättigt bleibt, sobald das Signal III den Wert S übersteigt, d.h. während der von den Punkten Pl und P2 in Fig.l begrenzten Zeit. Für jeden Wert desSignals III, der unterhalb der Schwelle S liegt, wird also der Transistor 132 gesperrt, während er gesättigt wird, sobald die Schwelle S überschritten ist. Der Transistor 132, der mit den Anschlußklemmen der Kapazität 134 verbunden ist, shuntet diese, während er im Zustand der Sättigung ist, und verhindert somit jegliches Aussenden v*n Entsperrungsimpulsen des Thyristors 16, der im parallelgeschalteten Stromkreis 20 des Schalters 10 liegt. Die Sperrung des Transistors 132 erlaubt iro Gegenteil die Aufladung der Kapazität 134, die die Leitfähigkeit des Schalttransistors 136 aktivieren kann, sobald die Scheitelspannung erreicht ist.

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Die Aktivierung des Schalttransistors 136 erzeugt einen Impuls, der nach Verstärkung durch den Transistor 138 dem Starter 19 des Thyristors 16 zugeführt wird·

Man kann feststellen, daß der EntSperrungsimpuls des Thyristors 16, der z.B. in P2 auftritt, durch eine Zeit Q verzögert wird, und zwar bezüglich des Nulldurchgangs des Stromes X, der einerseits von der durch den Phasenverschiebungsstromkreis 124, 126 von konstantem Wert Oo eingeführten Phasenverschiebung und andererseits von einem Wert abhängig ist, der sich mit der Neigung der Kurve II verändert, mit Nullstrom die Gleichung (0 - Q₀) ^dI " ^K» ^di· diese Werte

3t verbindet, wobei K eine Konstante ist und 0_o vorzugsweise der minimalen Leitdauer des Thyristors entspricht, die eine sichere Lichtbogenlöschung an den Kontakten 10 für den höchsten erwarteten Strom gewährleistet. Es wurde festgestellt, daß diese Art der Steuerung aufgezeichnete Ergebnisse liefert, da sich der Thyristor um so länger im Zustand der Lei- | tung befindet, je niedriger der Strom ist. Man gewährleistet somit eine sichere Trennung aller Ströme unter Vermeidung jeglicher Überlastung des Thyristors.

Die Speisung des elektronischen Systems wird durch die Lichtbogenspannung gewährleistet, die an den Anschlußklemmen des Schalters 10 des Hauptstromkreises bei der Öffnung diese» Schalters auftritt. Der Thyristor 16 empfängt «inen Aktivi·- rungeimpula nur dann, wann die Polarität des Strom·· der

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der Durchlaßrichtung der Dioden 14 entspricht. Es ist also vorteilhaft, den elektronischen Stromkreis erst während der entsprechenden Halbperiode zu speisen, d.h. während der positiven Halbperiode, so daß die Steuervorrichtung inaktiv wird, um die Aktivierung des Thyristor« 16 außerhalb dieser Halbperiode su verhindern· Zu diesem Zweck verwendet man z.B. Parallelschaltungsdioden 14, wobei der Strom unterhalb dieser aufgenommen wird, z.B. an den Anschlußklemmen des Thyristors 16. Die abgenommene Lichtbogenspannung wird durch die Zenerdiode 146 reguliert und durch den Spannungsteiler mit Widerstand 142 begrenzt. Die Spannung wird durch die Kurve IV in Fig.l dargestellt und dem Leiter 148 zugeführt. Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn diese z.B. für die Speisung des elektronischen Stromkreises verwendet würde, dieser im Augenblick Pi und P2 ein Entsperrungssignal aussenden würde. Um die Entsperrung des Thyristors 16 im Augenblick Pi entsprechend einer Zunahme des zu trennenden Stromes auszuschalten, ist es vorteilhaft, die Speisung des elektronischen Stromkreises durch den VerzögerungsStromkreis mit der Kapazität 150 und dem Widerstände 152 zu verzögern. Dieser Verzögerungsstromkreis gestattet es, die Speisung zu verzögern und eine Verzögerung der Spannungestufe zu erreichen, die durch die Kurv« V in Fig.l dargestellt ist. Die beiden für die Entsperrung des Thyristors 16 notwendigen Bedingungen, d.h. die Nicht-Leitung des Transistors 132 und die Speisung des elektronischen Stromkreises, werden dann nur im Augenblick P2 erfüllt, wodurch jede unbeabsichtigte Funktion vermieden wird·

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Fig.4 stellt einen erfindungsgemäßen Steuerstromkreis dar, der sich hauptsächlich von dem von Fig.3 durch direktes Einfügen des induktiven Nebenschlusses 124, 126 in den Hauptstromkreis 18 unterscheidet· Man vermeidet auf diese Weise die Verwendung eines kostspieligen Stromwandlers, der große Ausmaße haben muß, um den Durchgang der aperiodischen Komponente zu erlauben. Das Ausgangssignal des induktiven Nebenschlusses 124, 126 wird einem Gleichstromverstärker 164 zugeführt, ehe es auf den Transistor 132 übertragen wird. Die Speisung des Verstärkers 164 wird durch eine potentiometrische Schaltung 166, 168 und eine Diode 170 durchgeführt, während die negative Komponente durch einen Phasenumkehrtransformator 172 bewerkstelligt wird, dessen Sekundärstrom dem Verstärker 164 durch eine Diode 173 und eine Zenerdiode 174 mit Begrenzung des Potentials geliefert wird. Ein Amplitudenbegrenzer mit Dioden 176, 178 mit spornförmigem Kopf wird vorteilhafterweise oberhalb des Verstärkers 164 so eingefügt, daß in an sich bekannter Weise -ebenso wie in Verbindung mit den Dioden 128, 140 der Fig.3 beschrieben- das für die elektronischen Elemente verwendete Signal begrenzt wird. Selbstverständlich ist die Arbeitsweise des Stromkreises der Fig.4 gleich der vorher beschriebenen.

Die Fig.5 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung der Kontaktvorrichtungen 10 und 12. Diese befinden sich in einem Schalter mit einer beweglichen Kontaktbrücke 190, die, mit einem einzigen Öffnungsrelais 15 zusammenarbeitet. Ein

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flexibler Leiter 17» ist elektrisch mit der Kontaktbrücke 190 verbunden und entspricht elektrisch dem Leiter 20 der Fig.2 und 3.

Die Fig.6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform, bei der die Kontaktvorrichtungen 10 und 12 Teil eines einzigen Schalters sind. Das ^Relais 15 öffnet zunächst den Kontakt 10 und unmittelbar danach z.B. mit Hilfe eines nicht dargestellten Mitnahmeanschlages den Kontakt 12, der durch Federn 192 zurückgeführt wird. Der den Kontakten 10, 12 gemeinsame Leiter entspricht dem Leiter 17 der Fig. 2 und 3.

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Claims

Patentansprüche:

Abschaltvorrichtung für Wechselstrom mit einer ersten mechanischen Kontaktvorrichtung, zu deren Anschlußklemmen eine Reihenschaltung aus mehreren statischen Gleichrichtern und einem Thyristor parallelgeschaltet ist, mit einer Steuervorrichtung, die auf einen Strom anspricht, der den Thyristor nach Öffnung der ersten Kontaktvorrichtung entsperrt, ^ und zwar in einem vorbestimmten Augenblick vor dem Null— durchgang des Stromes in einer geeigneten Halbwelle, wodurch es möglich ist, den relativ schwachen, die Kontaktvorrichtung durchfließenden Strom in die Gleichrichter abzuleiten, wobei das spätere Auftreten der wiederkehrenden Spannung an den Anschlußklemmen des Thyristors durch eine zweite mechanische Kontaktvorrichtung gehemmt wird, dadurch gekennzeichv net, daß die zweite Kontaktvorrichtung in Reihe mit den ParallelStromkreisen geschaltet ist, die die erste Kontaktvorrichtung bzw. die Gleichrichter in Reihe mit dem Thyri- \ stör aufweisen, daß jede der beiden Kontaktvorrichtungen dazu vorgesehen ist, einen Lichtbogenstrom aufrechtzuerhalten, dessen Wert dem des zu trennenden Stromes entspricht, und daß Mittel vorgesehen sind, diese Kontaktvorrichtungen im wesentlichen gleichzeitig in einem von der Stromstärke unabhängigen Augenblick zu öffnen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel dazu vorgesehen sind, die zweite Kontaktvorrich-

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tung spätestens 3 Millisekunden nach Öffnen der ersten Kontaktvorrichtung zu öffnen.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtungen bewegliche Kontakte aufweisen, die mechanisch untereinander verbunden sind und durch ein beiden Kontakfevorrichtungen gemeinsames Ausschaltorgan gesteuert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtungen Teil eines einzigen Schalters mit einer beweglichen Kontaktbrücke sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtungen Kontakte gleicher Bauart und gleicher Abmessungen aufweisen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtungen Kontakte mit Mitteln aufweisen, die einen Stillstand der Lichtbogenfußpunkte verhindern.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung dazu vorgesehen ist, die Entsperrung des Thyris-wtors in einem Zeitraum θ vor dem Nulldurchgang des zu trennenden Stromes I entsprechend derGleichung (Θ - θ_ο) •tt 3 K hervorzurufen, wobei β_ο im wesentlichen der minimalen Leitungszeit des Thyristors entspricht, die für die Löschung

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eines Lichtbogens der höchsten zu erwartenden Stärke entspricht, und 5Γ die Ableitung des Stromes nach der Zeit beim Nulldurchgang und K eine Konstante ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung von der Spannung an den Anschlußklemmen der ersten Kontaktvorrichtung gespeist wird·
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß % die Steuervorrichtung durch ein Gleichrichtersystem gespeist wird, das dazu vorgesehen ist, die Speisung inaktiv zu machen, falls die Polarität des zu trennenden Stromes nicht der Durchlaßrichtung der statischen Gleichrichter entspricht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung von der Spannung an den Anschlußklemmen des Thyristors gespeist wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Verzögerungsstromkreis aufweist, der die Anwendung ihrer Versorgungsspannung so verzögert, daß die Steuervorrichtung am Anfang der Halbwelle des zu trennenden Stromes, der der Durchlaßrichtung der statischen Gleichrichter entspricht, unwirksam wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsstromkreis eine Verzögerung von 1-2 Millisekunden einführt.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Oszillator aufweist, der dazu vorgesehen ist, dem Thyristor die rückläufigen Entsperrungsimpulse zu liefern, und der wahlweise durch einen elektronischen Stromkreis, der für den zu trennenden Strom empfänglich ist, gesteuert wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Stromkreis einen Phasenschieber, der ein Ausgangssignal liefert, dessen Phase bezüglich der Phase des zu trennenden Stromes vorverschoben ist, einen Amplitudenbegrenzer, der mit dem Phasenschieber zusammenarbeitet, und eine Sperrvorrichtung mit einem Schwellwert aufweist, der ein Signal bewirkt, das aus dem Amplitudenbegrenzer austritt, um den Oszillator in einem vorbestimmten Augenblick zu entsperren.

15· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Stromkreis einen induktiven Nebenschluß aufweist, der von dem zu trennenden Strom durchflossen wird.

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