DE2127770A1

DE2127770A1 - Gleichstrom Leistungsschalter

Info

Publication number: DE2127770A1
Application number: DE19712127770
Authority: DE
Inventors: Kenneth T Long Willis F Thousand Oaks Calif Lian (V St A ) P
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1970-06-10
Filing date: 1971-06-04
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1334171A; FR2094171A1; DE2127770B2; SE381366B; CA921602A; US3641358A; FR2094171B1; JPS5228991B1; DE2127770C3

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 1. Juni 1971

Hughes Aircraft Company P 2325 S/kg Centinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Gleichstrom-Leistungsschalter

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Gleichstrom-Leistungsschalter mit einem in einer Gleichstromleitung angeordneten mechanischen Übertragungsschalter.

Die Übertragung elektrischer Leistung erfolgt gegenwärtig in großem Umfange in Form eines Mehrphasen-Y/echselstromes, dessen Frequenz derjenigen des Y/echselstromgenerators und der Verbraucher entspricht. Die Anwendung von Wechselstrom hat den Vorteil, daß sie die Verwendung von Transformatoren zur Änderung der Spannungen von einem für die Erzeugung

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geeigneten Wert auf einen für die Übertragung, die Verteilung und endlich den Verbraucher geeigneten Wert ermöglicht.

■ Ein zunehmender Leistungsbedarf durch die technologisch fortschreitende Gemeinschaft hat zur Übertragung elektrischer Leistungen mit höheren Spannungen und über größere Entfernungen geführt. Die Keaktanz der Über- ^ tragungsleitungen macht jedoch eine weitere Vergrösserung der Leitungslängen oder Erhöhung der Spannungen unwirtschaftlich. Der Verbraucher muß die Leistungsverluste bezahlen, die mit zunehmenden Entfernungen und Spannungen immer größer werden.

Daher wurden Anstrengungen unternommen, um eine Übertragung elektrischer Leistung über Gleichstromleitungen zu ermöglichen. Gleichstrom ist im Hinblick auf die Reaktanzen von See- und Erdkabelinstallationen sehr viel günstiger. Daher sind moderne, Inseln verbindende Leitungen Gleichstromleitungene Die gleichen Betrachtungen sind jedoch auch für größere Freileitungs- und P Erdleitungs-Installationen gültig. Bei ständiger Zunahme der Größe von städtischen Ballungszentren und der ästhetischen Forderung, daß Leitungen so weit wie möglich unterirdisch zu verlegen sind, ist zu erwarten, daß zukünftige städtische Übertragungsleitungen unterirdisch verlaufen» Diese Forderung führt zu der Notwendigkeit, eine Gleichstromübertragung zu verwenden«

Es versteht sich, daß der V/iderstandsverlust in Gleichstromleitungen durch Erhöhen der Spannung und Vermindern des Leitungsstromes vermindert werden kann. Schalt- und

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Unterbrechereinrichtungen für solch höhere Spannungen und insbesondere für hohe Ströme führende Gleichstron-Übertragungsleitungon waren jedoch bisher nicht vorhandene

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstrom-Leistungsschalter zu schaffen, der in der Lage ist, Gleichstromleitungen für hohe Spannungen und hohe Ströme sicher zu unterbrechen, wenn Störungen in der Leitung auftreten.

Diese Aufgabe v/ird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Übertragungsschalter ein elektronischer Schalter, eine aus einem ersten mechanischen Unterbrecherschalter und einem Widerstand bestehende erste Serienschaltung und einer aus einem zv/eiten mechanischen Unterbrecherschalter und einem zweiten Widerstand bestehende zweite Serienschaltung parallel geschaltet sind, daß den zweiten Unterbrecherschalter ein Kondensator parallel geschaltet ist und daß mit dem Übertragungsschalter, dem elektronischen Schalter und den beiden Unterbrecherschaltern eine Steuereinrichtung gekoppelt ist, die bewirkt, daß zur Unterbrechung der Gleichstromleitung die Kontakte der mechanischen Schalter nacheinander getrennt werden und der elektronische Schalter den Stromfluß über diese Kontakte unterbricht, um eine Deionisierung der Schaltstrecken zwischen den Kontakten der mechanischen Schalter zu ermöglichen.

Bei dem erfindungsgemäßen Gleichstrom-Leüungsschalter v/ird der elektronische Schalter während des Cffnens der Kontakte der parallel geschalteten mechanischen Schalter

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geschlossen, so daß eine Bogenbildung zwischen den Kontakten auf den Spannungsabfall am elektronischen Schalter beschränkt' ist. Weiterhin wird durch das aufeinanderfolgende Offnen der Kontakte die im L^;etz vorhandene Energie beim, öffnen des Leistungsschalters in den zu den Unterbrecherschaltern in Serie geschalteten 'widerständen verbraucht. Vorzugsweise werden für diese Widerstände nichtlineare Widerstände verwendet, so daß pro ^ Unterbrecherschalter ein Maximum an Energie verbraucht und dadurch die-.anzahl der aufeinanderfolgend geöffneten Unterbrecherschalter auf zwei begrenzt werden kann«

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden ilerlcnale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisch.es Schaltbild eines Ilochspcinnungs- ψ Gleichstromnetzes mit einem G-leichstron-Leistungs-

sehalter nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm, das den zeitlichen Stromverlauf beim Offnen des erfindungsgemäßen Eeistungsschalters wiedergibt,

Fig. 3 ein Diagramm, das die zeitliche Spannungslaiderun_obeim üffnen des Leistungsschalters nach der Erfindung veranschaulicht, und

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4 das Blockschaltbild der zur Steuerung der Schalter des erfindungsgemäßen Leistungsschalters dienenden Steuereinrichtung.

Mg. 1 veranschaulicht einen Hochspannungs-Gleichstromkreis mit einem Leistungsschalter nach der Erfindung. Der Hochspannungs-Gleichstromkreis ist in seiner Gesamtheit mit 10 und der Leistungsschalter .in seiner Gesamtheit mit 12 bezeichnet«,

Der Gleichstromkreis 10 umfaßt eine positive Leitung 14- und eine Rückleitung 16. Zwischen beide Leitungen ist eine einen Strom großer Stärke liefernde Hochspannungs-Gleichstromquelle 18 geschaltet, die der Einfachheit halber als Batterie dargestellt ist« Es versteht sich jedoch, daß eine solche Gleichstromquelle gewöhnlich einen von einer Antriebsmaschine oder einer turbine angetriebenen Mehrphasen-V/echselstromgonerator umfaßt, der seine Leistung einem Transformator zuführt» Der Transformator erhöht die Spannung und speist Gleichrichter, die zwischen die positive Leitung 14 und die Fiückkehrleitung 16 eingeschaltet sind« Das hier als bevorzugtes Beispiel behandelte System hat eine Leistung von 4-00 Ι.Γ/7, weil eine solche Leistung für einen zukünftigen Gebrauch zur Leistungsversorgung von Stadtgebieten geeignet zu sein scheint« Es ist diese Leistung, die für eine unterirdische Versorgung von Stadtgebieten von nahegelegenen Kraftwerken aus verwendet werden kann« Bei diesem Beispiel beträgt der No3?malstrom 1000 A, wie es in Pig. 2 dargestellt ist, in der die an der Ordinate angeschriebenen Ziffern jeweils 1000 A angeben« Vfeiterhin

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liegt zwischen der positiven Leitung 14 und der liückkehrleitung 16 normalerweise eine Spannung von 200 kV, wie es Fig. 5 veranschaulicht, in der die an der Ordinate angeschriebenen Ziffern Vielfache von 1000 V sind. V.*eiterhin befindet sich die Rückleitung 16 vorzugsweise auf Erdpotential und es ist ein zweiter Kreis 10 vorgesehen, mit einer auf -200 kV liegenden Leitung und einem zweiten Leistungsschalter 12. Mit anderen Worten veranschaulicht Figo 1 eine Hälfte eines zur Erläuterung der Erfindung gewählten Systems mit einer Gesamtleistung von 400U7_O

Zu der Leistungsquelle 18 ist eine Induktivität 20 in Serie geschaltet. Die Induktivität 20 repräsentiert die Induktivität des Gesamtkreises₀ Die Kreisinduktivität begrenzt die zeitliche Stromänderung. Sollte die nori-iale Kreisinduktivität zu gering sein, kann eine zusätzliche Induktionsspule zur Glättung und zur Begrenzung der Geschwindigkeit des Stromanstieges unter Fehlerbedingungen eingebaut werden. Bei dem hier behandelten speziellen Beispiel beträgt die Kreisinduktivität 0,5 H, so daß bei einer Leistungsquelle von 200 kV die Geschwindigkeit der Stromänderung bei Auftreten eines Fehlers 400 A/ms beträgt.

In die Leitung 14 sind in Serie ein Überwachungsgerät 22, die Kontakte eines Ubertragungsschalters 24 und die Last 26 eingeschaltete Bei der Last 26 kann es sich um die üblichen, an ein Netz angeschlossenen Verbraucher oder auch jede spezielle Last handeln, welche die von der Leistungsquelle 20 erzeugte Leistung verbraucht. So kann die Last 26 Wechselrichter, !Transformatoren und Verteilungseinrichtungen für die Endverbraucher umfassen. Die

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Leitungen 28 und 30 repräsentieren die Übertra[$ungsabschnitte der positiven Leitung 14 und der Hückleitung 16, welche die Leistung von der Quelle zur Last übertragen» Demnach befindet sich der Leistungsschalter 12 vorzugsweise nahe der Leistungsquelle 18 und e3 erfolgt die übertragung über größere Strecken mittels der Leitungen 28 und 30.

Die Verbindung 32 mit dem Schalter 34 zwischen den Leitungen 28 und 30 repräsentiert einen Kurzschluß, wie er am !Eingang zur Last 26 oder zwischen den zur Last führenden Leitungen 28 und 30 auftreten kann. Das Schließen des Schalters 3^- veranschaulicht einen unerwarteten Rückschluß und es soll demnach die Verbindung 32 mit ihrem Schalter suhematisch andere Arten gut leitender, elektrischer Verbindungen zwischen den Leitungen 28 und 30 veranschaulichen

Die Leitungen 36 und 38 sind Teil des Gleichstrom- Leistungsschalters 12 und sind zu beiden Seiten des Übertragungsschalters 24 mit der positiven Leitung 14 verbunden. Verbindungen zwischen diesen Leitungen 36 und 38 stellen demnach Parallelverbindungen zum Übertragungsschalter 24 dar. Zwischen die Leitungen 36 und 38 sind ein elektronischer Schalter 40, eine aus einem ersten Unterbrecherschalter 42 und einem ersten Widerstand 44 bestehende erste Serienschaltung sowie eine aus einem zweiten Unterbrecherschalter 46 und einem zweiten Widerstand 48 bestehende zweite Serionschaltung geschaltet. Bei Bedarf können weitere Serienschaltungen aus Unterbrecherschalter und Widerstand,

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die nacheinander betätigt werden, vorhanden sein. Endlich sind ein Ableitv/iderstand 50 und- ein Kondensator 52 zueinander in Serie und zu dem zweiten Unterbrecherschalter 46 parallel geschaltet.

Wie aus Pig. 4 ersichtlich, ist das auf eine Fehlerbedingung ansprechende Überwachungsgerät 22 mit einer Steuereinrichtung 5^- verbunden, die eine in der nachfolgend beschriebenen Weise arbeitende Steuerschaltung P enthält. Die Steuereinrichtung 54- ist mit einer Über.-tragungsschaltersteuerung 56, einer Steuerung 58 für den elektronischen Schalter, einer ersten Unterbrocher-Schaltersteuerung 60 und einer zv/eiten Unterbrecherschaltersteuerung 62 verbunden.

Das Überwachungsgerät 22 ist ein geeignetes und übliches Überwachungsgerät, das auf die Spannung zwischen den Leitungen 14 und 16, die Geschwindigkeit der Spanmmgsänderung zwischen diesen Leitungen, auf den Strom in der Leitung 14, auf die Geschwindigkeit der Stroinänderuiig in der Leitung 14 oder auf eine Kombination dieser Signale fc anspricht. Geeignete Überwachungsgeräte sind in den USA-Patentschriften '3 353 171, 3 419 791, 3 463 998, 3 471 7S4, 3 473 106, 3 475 653, 3 478 352 und 3 489 920 behandelt. Eine oder mehrere dieser bekannten Einrichtungen können als Überwachungsgerät 22 verwendet werden. Die Verwendung eines speziellen Überwachungsgerätes ist für die Erfindung nicht kritisch und es kann jedes geeignete Überwachungsgerät eingesetzt v/erden.

Der Übertragungsschalter 24 und die Steuerung 56 für die. Kontakte dieses Übertragungsschalters sind von der Art,

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wie sie in üblichen Leistungsschaltern angetroffen v/erden, beispielsweise ist hierfür ein Leistungsschalter geeignet, wie er in der USA-Patentschrift 3 268 687 behandelt ist» Dieser Schalter arbeitet in einer SFg-Atmosphäre, um eine genügend hohe Bogenspannung zu erzeugen. Von dem Übertragungsschalter 24-wird gefordert, daß seine Kontakte bei geschlossenen Schalter einen Strom von 1000 A zu übertragen vermögen, also den bei dem behandelten Gleichstromkreis vorkommenden Maximalstrom, und ohne Leitung der Überspannung des Kreises standhalten können. Als Beispiel ist eine überspannung gewählt, die das 1,7-fache der normalen Kreisspannung beträgt. Bei einer normalen Kreisspannung von 200 kV beträgt also die Überspannung bei diesem Beispiel 34-0 kV. Demnach müssen die Kontakte des übertragungs schalters 24 nach dem öffnen und Deionisieren in der Lage sein, einer angelegten Gleichspannung von 34-0 kV st and zuhält en ο

Der elektronische Schalter 40 kann entweder ein Schalter mit gekreuzten Feldern oder ein Schalter mit Flüssigmetallkathode sein» Beide Schalter sind im einzelnen in der deutschen Patentanmeldung P 17 90 002.6-34- und beschrieben. Von den elektronischen Schalter 4-0 wird gefordert, daß er bei einer angelegten Spannung einschaltbar sein muß," die von einer ziemlich kleinen Spannung bis zu einer Spannung über der normalen Betriebsspannung reichen muß. Bei dem vorliegenden Beispiel soll das Einschalten bei einer angelegten Spannung möglich sein, die von dem eigenen, minimalen Spannungsabfall bis mindestens 220 kV reicht, wie es in Fig. veranschaulicht ist.

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\7eiterhin muß der elektronische Schalter 4-0 in der Lage sein, bis zum vierfachen des normalen Ilreisstromes zu leiten. In Übereinstimmung mit dem hier behandelten Beispiel wurde ein Maximalstrom gewählt, der auf das vierfache des normalen Stromes begrenzt ist, was in Übereinstimmung mit der Überspannung in Höhe des 1,7-fachen der normalspannung und der Kreisinduktivität von 0,5 H steht. Demnach muß der elektronische Schalter 4-0 in der Lage sein, bis zu 4000A zu leiten.

V/eiterhin muß der elektronische Schalter 40 in der Lage sein, bei diesem Strom abzuschalten. Um zum Betrieb in dem als Beispiel angegebenen Kreis geeignet zu sein, muß der Schalter 40 einem zeitlichen Spannungsanstieg von wenigstens 1,0 kV/ms widerstehen. Sowohl die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern als auch diejenige mit Flüssigmetallkathode nach der oben genannten Patentanmeldung sind für diesen Zweck geeignet. Es versteht sich, daß der elektronische Schalter 40 aus einem oder mehreren in Serie geschalteten elektronischen Schaltern nach dieser Patentanmeldung bestehen kann, um die gewünschte Spannungsfestigkeit zum Abschalten zu erzielen, wenn die Charakteristik elektronischer Schalter in handelsüblicher Ausführung dies verlangen sollten.

Die Steuerung 58 für den elektronischen Schalter 40 steuert dessen Ein- und Ausschalten. Wie in der oben genannten deutschen Patentanmeldung beschrieben, können die elektronischen Schaltröhren ein- und ausgeschaltet werden.

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Der erste Unterbrecherschalter 42 und seine Steuerung 60 sind wieder von der Art eines Leistungsschalters, wie er in der USA-Patentschrift 3 268 687 beschrieben ist. Für diesen ^weck ist jedoch ein Leistungsschalter mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit nicht erforderlich. Die Kontakte dieses Unterbrecherschalters müssen im offenen Zustand einer Spannung von 340 kV widerstehen und brauchen im geschlossenen Zustand nicht mehr als 3200 A zu leiten. Der zweite Unterbrecherschalter 46 mit der Steuerung 62 ist ebenso ausgebildet wie der erste Unterbrecherschalter. Diese Unterbrecherschalter teilen unter sich den Kaxinalstrom von 4000 A im Verhältnis ihrer Serienwiderstände 44 und 48 auf»

Die Serienwiderstände 44 und 48 sind als nichtlineare Widerstände dargestellte Die Anwendung nichtlinearer Widerstände wird bevorzugt, weil mit ihnen der Leistungsschalter 12 nach der Erfindung in der Lage ist, den Stromkreis mit nur zwei Unterbrechersehaltern au unterbrechen. Wenn lineare Widerstände anstatt nichtlinearer Widerstände 44 und 48 verwendet würden, wären mindestens drei nacheinander zu schaltende Unterbrecherschalter erforderlich. Bei den Widerständen 44 und 48 handelt es sich um Siliziumcarbid-Widerstände. Diese Widerstände verteilen den Iiaximalstrom auf die Unterbrecherschalter 42 und 46 in der Größe von 2700 A und 1300 A.

Der Ableitkondensator 52 ist ein üblicher ülkondensator und hat bei dem behandelten Beispiel einen Wert von etwa 2,0 /ΛΕ. Er ist in der Lage, einer Spannung von 340 kV standzuhalten, um die restliche Überspannung aufzunehmen. Sein Ableitwiderstand 50 hat einen Wert von 17OjI und ist in der Lage, beim Ableiten des Überstromes einen Strom von 700 A zu führen.

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Beim Normalbetrieb des Kreises 10 liefert die Leistungsquelle 18 -einen Strom von 1000 A durch die Induktivität 20, das Überwachungsgerät 22 und die geschlossenen Kontakte des Übertragungsschalters 24 zur Last 26» Der Spannungsabfall an der Last ist gleich der Nennspannung des Kreises von 200 kV. Unter diesen Umständen sind die Kontakte der beiden Unterbrecherschalter 42 und 46 geschlossene Außerdem befindet sich der elektronische ^ Schalter 40 in einem Bereitschaftszustand, so daß er bei Anlegen einer Spannung leitend wird. Dieser Zustand ist in den Fig. 2 und 3 in dem Bereich vom Nullpunkt bis zum Punkt a auf der Abszisse veranschaulicht.

Zum Zeitpunkt a tritt ein Fehler auf, der die Leitungen 28 und 30 kurzschließt, wie es durch ein Schließen des Schalters 34 veranschaulicht wirdo Dieser Fehler hat einen Zusammenbruch der Spannung auf einen Wert nahe 0 V und einen Stromzuwachs sur Folge, der durch den Wert der Induktivität 20 begrenzt ist. Der Strom wächst, wie vorher erläutert, mit einer Geschwindigkeit von 400 A/ms an. Das Überwachungsgerät 22 erkennt das An- w wachsen des Stromes oder die Geschwindigkeit der. Stror:- zunahme, das Abfallen der Spannung oder die Geschwindigkeit der Spannungsabnähme zwischen den Leitungen oder eine Kombination dieser Signale und stellt dadurch fest, daß ein Fehler aufgetreten ist. Diese Feststellung erfolgt im Punkt b auf der Abszisse der Diagramme nach den Fig. 2 und 3· Das Ansprechen des Überwachungsgerätes 22 bewirkt, daß die Steuereinrichtung J?4 äie übertragungsschaltersteuerung 56 veranlaßt, die Kontakte des tibertragungsschalters 24 zu öffnen. Beim Öffnen dieser Kontakte wird ein Lichtbogen gezogen und es'tritt an diesen

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Kontakten ein Spannungsabfall auf. Der elektronische Behälter 40 befindet sich in seinem Sustand der Betriebsbereitschaft, bei dem er bereit ist zu leiten, sobald an ihn eine ausreichende Spannung angelegt ist« Das Offnen der Kontakte des Übertragungsschalters 24 und der Spannungsabfall im Lichtbogen zwischen diesen Kontakten erzeugt eine Spannung, die ausreichend ist, um den elektronischen Schalter 40 in den leitenden Zustand zu bringen. Venn zum Leiten des Stromes in der angegebenen Größe eine einzige Schaltröhre mit gekreuzten Feldern ausreichend ist, beträgt dieser Spannungsabfall etwa 500 V₀ Der Spannungsabfall am elektronischen Schalter ist längs der Abszisse der Fig. 3 zwischen den Punkten b und c da-rgestellt. Der Spannungsabfall an einer Schaltröhre mit Flüssigmetallkathode wäre etwas geringere

Da der Strom in dem Intervall von a bis c anwächst, nuß dieses Intervall so klein wie nur möglich gehalten werden. Daher muß ein sehr schnell ansprechendes Überwachungsgerät und ein übertragungsschalter mit sehr schnell arbeitenden Kontakten verwendet werden» Der elektronische Schalter 40 bleibt zwischen den Punkten b und c genügend lange leitend, um ein vollständiges Öffnen des Übertragungsschalters 24 und eine vollständige Entionisierung zu gewährleisten, so daß die Kontakte dieses Schalters der Spitzenspannung von 340 kV standhalten können, die an diese Kontakte angelegt wird. Für den Übertragungsschalter 24 beträgt das Zeitintervall zwischen den Punkten b und c etwa 1 bis 5 ms_e

Zur Zeit c betätigt die Steuereinrichtung 54 die Steuerung 58 für den elektronischen Schalter, um den elektronischen Schalter 40 zu öffnen_e Das öffnen dieses Schalters hat

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im Zeitpunkt c einen Spannungsstoß zur Folge, v/eil nun der gesamte Strom durch die parallel geschalteten Unterbrecherschalter 42 und 46 und die dazu in Serie geschalteten Widerstände 44 bzw. 48 fließen nuß. Der 'Wert dieser Widerstände ist so gewählt, daß in der Zeit . zwischen den Punkten c und d eine Stromabnahme eintritt.

Wegen der nichtlinearen Charakteristik der Widerstände 44 und 48 fällt die Spannung nicht proportional zur Abnahme der Stromstärke ab. Im Idealfall würde in der kürzesten Zeit ein maximaler Energieverbrauch stattfinden, wenn die Spannung konstant bliebe« Der in I^?ig. 5 dargestellte Spannungsvorlauf ist jedoch der günstigste, der mit bekannten Vorrichtungen erzielbar ist. Wenn Spannung und Strom in einem solchen Maße vermindert worden sind, daß der erste der beiden Unterbrecherschalter 42 geöffnet werden kann, ohne daß die Spannung über die zulässigen 540 kV ansteigt, bewirkt die Steuereinrichtung 5^, daß die Kontakte des ersten Unterbrecherschalters 42 geöffnet v/erden und erneut für eine kurze Zeit ein Leiten des elektronischen Schalters 40 bewirken. " Da die Schaltstrecke zwischen den Kontakten dieses ersten Unterbrecherschalters nur gegenüber dem geringen Spannungsabfall an dem leitenden elektronischen Schalter 40 entionisiert werden muß, wird der entstehende Lichtbogen schnell unterdrückt. Sobald der elektronische Schalter zu leiten beginnt, hört der Stromfluß durch den Unterbrecherschalter 42 auf. Während dieser Zeit* ist der Kreis 10 erneut effektiv fast kurzgeschlossen, so daß der Stron zur Zeit d um einen geringen Betrag ansteigt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Zeitspanne, während der der elektronische Schalter 40 leitend ist, ist sehr kurz und liegt in der Größenordnung von 1 ms, so daß nur ein geringer Stromanstieg stattfindet.

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Nachdem die Kontakte des ersten Unterbrecherschalters 42 voll geöffnet sind, um der Spitzenspannung standzuhalten, veranlaßt die Steuereinheit 54 erneut ein Abschalten dec elektronischen Schalters 40, um die Spannung auf ihren Spitzenwert zurückzubringen, wie es zur Zeit d in 2?ig. 3 veranschaulicht ist. Der Strom ist gezwungen, durch den zweiten Widerstand 48 und den zweiten Unterereeherschalter 46 zu fließen. In dem Zeitintervall zwischen den Punkten d und e wird der Strom auf einen solchen Wert reduziert, daß er von dem Ableitkondensator 52 mit seinen Ableitwiderstand 50 aufgenommen v/erden kanne Dieser Zustand tritt im Punkt e ein, worauf die Steuereinrichtung das Offnen des zweiten Unterbrecherschalters 46 und ein kurzfristiges Leiten des elektronischen Schalters 40 bewirkt. Wenn die Strecke zwischen den Kontakten des Unterbrecherschalters 46 entionisiert ist, wird der elektronische Schalter 40 erneut von der Steuereinrichtung 54 abgeschaltet und es wird der Rest des im System vorhandenen Stromes durch den Ableitwiderstand 50 in den Kondensator 52 geleitet. Dadurch wird der Strom auf Hull reduziert und es ist die an die Leitungen angelegte Spannung auf dem Hennwert der Leistungsquelle 18, wie es in den Fig. 2 und 5 dargestellt ist» Der Gleichstrom-Leistungsschalter kann als Hauptschalter zum Unterbrechen der Leitung sowohl nahe dem Generator als auch nahe der Last verwendet werden. Außerdem kann er als Leistungsschalter für eine von der Übertragungsleitung abgehende Zweigleitung verwendet werden. Demnach ist die in Fig. 1 veranschaulichte Verwendung des Leistung3schalters nur eine spezielle Anwendungsart des allgemein verwendbaren Gleichstrom-Leistungsschalters nach der Erfindung. Daher versteht es

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sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen

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Claims

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Patentansprüche

1.jGleichstrom-Leistungsschalter mit einen in einer Gleichstromleitung angeordneten mechanischen Ubertragungsschalter, dadurch gekennzeichnet, daß deia Übertragungsschalter (24) ein elektronischer Schalter (40), eine aus einem ersten mechanischen Unterbrecherschalter (42) und einem Y/iderstand (44) bestehende erste Serienschaltung und einer aus einem zweiten mechanischen Unterbrecherschalter (46) und einen zweiten V/iderstand (48) bestehende zweite Ferien-Schaltung parallel geschaltet sind, daß deia zweiten Unterbrecherschalter (46) ein Kondensator (%') parallel geschaltet ist und daß mit dem übertragungsschalter (24), dem elektronischen Schalter (40) und den beiden Unterbrecherschaltern (42 und 46) eine Steuereinrichtung (54) gekoppelt ist, die bewirkt, daß zur Unterbrechung der Gleichstromleitung (14) die Kontakte der mechanischen Schalter nacheinander getrennt werden und der elektronische Schalter (40) den Stromfluß über diese Kontakte unterbricht, um eine Deionisierung dor Schaltstrecke zwischen den Kontakten der mechanischen Schalter zu ermöglichen.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Unterbrecherschaltern (42 und 46) nichtlineare Widerstände (44 bzw„ 48) in Serie geschaltet sind»

5. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Übertragungsschalter (24)

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eine Serienkoiubination von Ablenkkondensator (52) und Ableitwiderstand (50) parallel geschaltet ist.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Serienkombination von Ableitkondensator (52) und Ableitwiderstand C50) aera zweiten Unterbrecherschalter (46) parallel geschaltet ist.

Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Gleichstromleitung (14-) ein mit der Steuereinrichtung (54) verbundenes Überwachungsgerät (22) gekoppelt ist.

6. Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (40) eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern ist.

7. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5> w dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (40) eine Schaltröhre mit einer Flüssignetallkathode ist.

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