DE2135068A1 - Halbstatischer Mehrphasenschalter - Google Patents

Description

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Firma Merlin Gerin, Grenoble/Frankreich, Rue Henri Tarze Halbstatischer Mehrphasenschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen halbstatischen Mehrphasenschalter mit mehreren Polen, von denen jeder ein Paar trennbarer Kontakte aufweist, zu denen ein Stromkreis mit hibtereinanderlxegenden statischen Gleichrichtern parallelgeschaltet ist, von denen mindestens ein statischer Gleichrichter, z.B. ein Thyristor, so gesteuert werden kann, daß der zwischen den Kontakten gezogene Lichtbogen während einer Stromhalbwelle, die der Stromleitrichtung der statischen Gleichrichter entspricht, und während einer für die Lichtbogenlöschung genügenden Dauer überbrückt wird.

Ein Schalter dieser Art ist in der deutschen Patentanmeldung P 21 01 357.0 beschrieben. Verschiedene Besonderheiten dieser Vorrichtungen erlauben es, die Belastung der statischen Gleichrichter,z.B. Dioden und Tyristoren, zu begrenzen, d.h. die Zahl|oder die Abmessungen zu beschränken, um die Installationskosten herabzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oben bezeichneten Mehrphasenschalter so zu verbessern, daß eine zusätzliche Verringerung der Zahl der in bestimmten Polen des Schalters

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verwendeten Dioden möglich ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die statischen Gleichrichter mindestens eines der Pole in umgekehrter Richtung wie die der anderen Pole angeordnet sind, so daß die maximale, an die statischen Gleichrichter angelegte Spannung im Störungsfalle verringett wird.

Wenn die statischen Gleichrichter oder Halbleiterelemente in den Polen in der gleichen Richtung liegen, müssen sie die verkettete Spannung zwischen den Netzphasen während einer "' KurzschlußstromunterbEechung aushalten.Aus der folgenden Beschreibung ergibt sich klar, daß bei einer Umkehrung der Halbleiterelemente in einer der Phasen diese im allgemeinen in Reihe mit den Halbleiterelementen einer anderen Phase geschaltet sind und daß die Spannung, die an jedes Element angelegt ist, deshalb verringert ist. Die Zahl der Halbleiterelemente, insbesondere der Dioden bestimmter Pole, kann außerdem dadurch reduziert werden, daß Zündbefehle den Thyristoren der verschiedenen Pole auferlegt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. dargestellt, die eine Schaltung eines erfindungsgemäßen Mehrphasenschalters zeigt.

Ein Dreiphasenschalter 11 zum Unterbrechen eines Stromes weist drei Pole 10,12 und 14 auf, von denen jeder in einer Phase 1,11 und III eines Stromkreises angeordnet ist, der

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zur Stromversorgung eines nicht dargestellten Verbrauchers dient. Ein zweiter dreiphasiger Isolationsschalter 15 mit Polen 16,18 und 20 ist dem Schalter 11 zugeordnet, wobei die' Pole 16,18 und 20 den Polen 10,12 und 14 vorgeschaltet sind und in Reihe mit ihnen liegen. Die Öffnung der beiden Schalter 11 und 15 erfolgt vorzugsweise gleichzeitig. Die Kontakte eines jeden Poles 10, 12 und 14 des Schalters 11 sind durch Stromkreise 22,24 und 26 überbrückt, in denen eine Reihe hintereinandergeschalteter statischer Gleichrichter angeordnet ist, z.B. Dioden 28,30 und 32 und ein gesteuerte!: Halbleiter, z.B. ein Thyristor 34, 36 und 38.

Eine nicht dargestellte Steuervorrichtung steuert die Thyristoren 34,36 und 38 so, daß sie nach der Öffnung der zugeordneten Pole und vor dem Nulldurchgang des Stromes während einer für die Löschung des in den verschiedenen Polen erzeugten Lichtbogens genügenden Zeit gezündet werden.

Eine solche Ausschaltvorrichtung ist in der oben erwähnten Patentanmeldung beschrieben, auf die vorteilhafterweise hinsichtlich weiterer Teile Bezug genommen wird, insbesondere hinsichtlich der Wirkungsweise.

Die Gleichrichter oder Halbleiter 30,36 sind in einer der Phasen, z»B. in der Phase II, umgekehrt gegenüber den Elementen 28,34 und 32, 38 der Phasen I und III angeordnet. Im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Phasen I und II, der schematisch durch eine Zickzacklinie dargestellt ist,

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sind dä>e Reihen der Dioden 28 und 30 hinsichtlich der verketteten Spannung V hintereinandergeschaltet, und jede Reihe der Dioden weist also nur eine Spannung V auf.Es ist leicht einzusehen, daß ein Fehler zwischen den Phasen II und III dieselbe Wirkung hervorruft und daß die Dioden 30 der Phase II niemals einer höheren Spannung als V ausgesetzt sind, so daß ihre Anzahl oder ihre Eigenschaften entsprechend festgelegt werden können.

Es ist vorteilhaft, eine bestimmte Zündfolge für die Nebenschluß thyristoreη 34,36 und 38 vorzusehen, und ein Dektor, z.B. ein Stromwandler 40, ist der Phase I so zugeordnet, daß ein Verriegelungs— oder SperrbefehT an die Thyristoren 36 und 38 der Phasen II und III abgegeben wird, solange ein Strom in der Phase I fließt. Der Detektor 40 kann von beliebiger Art sein, z.B. eine Hallsonde oder ein optischer Detektor, der die Anwesenheit eines Lichtbogens an den Kontakten 10 des Schalters feststellt, und das abgegebene Signal steuert Sperrblöcke 42 und 44 von Thyristoren 36 und 38 in an sich bekannter Weise, um jegliche Leitung der letzteren vor der Unterbrechung des Stromes in der Phase I zu verhindern.

Im F,all-e eines Kurzschlusses zwischen den Phasen I und III, in denen die Dioden in derselben Weise angeordnet sind, ist dann die Phase I zwangsläufig als erste aufgetrennt, und

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die Dioden 28 dieser Phase I sind einer Wiederherstellungsspannung V ausgesetzt. Die Dioden der Phase III haben dagegen diese Spannung V nicht mehr auszuhalten.

Im Falle eines dreiphasigen Kurzschlusses zwingt die Sperrschaltung der Thyristoren 36 und 38 die Phase I,den Strom zuerst zu unterbrechen und folglich die Spannung V aufrechtzuerhalten. Nach der Unterbrechung der Phase I bleibt der Fehler zwischen den Phasen II und III bestehen, und er wird in der oben beschriebenen Weise dadurch beseitigt, daß den ( Reihen der Dioden 30 oder 32 eine maximale Spannung von V

auferlegt wird.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß allein die Reihe der Dioden 28 der benachteiligten Phase I dazu bestimmt ist, die Netzspannung V zu halten; die Eigenschaften der anderen Reihen können geringer sein. Im Falle der Verteilung auf einen spannungsfreien Nulleiter ist die maximale Spannung, die den Dioden 30 und 32 zugeführt werden kann, V, geber in dem Falle, in dem der Nulleiter geerdet ist, kann diese

V Spannung bei einem Erdungsfehler den Wert yj¹ erreichen. In beiden Fällen ergibt sich aus der Anordnung eine bedeutende Ersparnis.

Die Übertragung der Sperrsignale erfolgt in beliebiger Weise, z.B. elektrisch, optisch od.dgl.

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Claims (9)

1. -6-

   Patentansprüche:

   \JHalbstatischer Mehrphasenschalter mit mehreren Polen, von denen jeder ein Paar trennbarer Kontakte aufweist, zu denen ein Stromkreis mit hintereinanderliegenden statischen Gleichrichtern parallelgeschaltet ist, von denen mindestens ein statischer Gleichrichter, z.B. ein Thyristor, so gesteuert werden kann, daß der zwischen den Kontakten gezogene Lichtbogen während einer Stromhalbwelle, die der Stromlei trichtung der statischen Gleichrichter entspricht, und während einer für die Lichtbogenlöschung genügenden Dauer überbrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Gleichrichter mindestens eines der Pole in umgekehrter Richtung wie diejenigen der anderen Pole so angeordnet sind, daß die maximale, an die statischen Gleichrichter angelegte Spannung im Störungsfalle verringert wird.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem eine Sperrvorrichtung für die Zündung des Thyristors eines Poles aufweist, dessen statische Gleichrichter in demselben Sinne wie die eines anderen Poles so angeordnet sind, daß jegliche Zündung des vorhergehenden Thyristors in bezug auf den des anderen Poles verhindert wird.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Gleichrichter des anderen Poles für das Aushalten einer Spannung bemessen sind, die höher liegt als die Spannung, die von den statischen Gleichrichtern des Poles ausgehalten wird, dessen Thyristor später zündet.

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4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Steuervorrichtung für die Zündung der Thyristoren der verschiedenen Pole des Schalters aufweist, die den Zündbefehl für die Thyristoren so programmiert, daß der Pol, dessen statische Gleichrichter dimensioniert sind, um die volle Spannung- auszuhalten,, zuerst zündet.
5. 5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung durch den Strom betätigt wird, der in dem Pol mit döm Thyristor : fließt, der zuerst zündet.
6. 6. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Anzeiger für das Vorhandensein eines Lichtbogens an den Kontakten des Poles aufweist, dessen Thyristor zuerst zündet.
7. 7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der in einen Stromkreis mit geerdetem Nulleiter eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Gleichrichter eines der Pole dimensioniert sind, um eine Spannung V auszu-

   halten, und die der beiden anderen Pole, um eine Spannung YT auszuhalten.
8. 8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der in einen Stromkreis mit isoliertem Nulleiter eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Gleichrichter eines der Pole dimensioniert sind., um eine Spannung V auszuhalten, und die der beiden anderen Pole, um eine Spannung V

   2 " auszuhalten.

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9. 9. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Pol ein zweites Paar trennbarer Kontakte vor den ersten Kontakten, die durch die statischen Gleichrichter überbrückt sin'¹, vorgesehen ist, um in an sich bekannter Weise die Wiederherstellüngsspannung. des Lichtboqens auszuhalten. . ^;

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