DE2312150A1 - Anordnung zur unterbrechung von hochgespanntem gleichstrom - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE
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R. S C H L E E

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget. Västeras /Schweden

Anordnung zur Unterbrechung von hochgespanntem Gleichstrom

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung _#zur Unterbrechung von hochgespanntem Gleichstrom, bestehend aus zwei in Reihe geschalteten elektrischen Schaltgeräten, von denen zu einem, dem Kommutierungsschalter, eine Reihenschaltung aus einer Funkenstrecke und einem Kondensator parallelgeschaltet ist. Die Schalteranordnung dient vorzugsweise als Lastschalter, d.h. zur Unterbrechung von Strom bei normalem Betrieb« Sie kann jedoch bei besonderer Dimensionierung auch zur Unterbrechung von Kurzschlußströmen verwendet werden·

Zur Unterbrechung von hochgespanntem Gleichstrom sind Schalteranordnungen der genannten Art bereits bekannt, in denen ein Schalter verwendet wird, um den Strom von der Hauptstrombahn auf einen energieaufnehaenden Parallelwiderstand zu kommutieren (ETZ-A 1968, Heft 18, S. 421-423). Der Reststroa durch den Widerstand wird bei diesen bekannten Anordnungen Bit Hilfe eines reihengeschalteten Gleichstromschalters besonderer Aus-

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führung unterbrochen, zu dem Überspannungsschutzglieder, ζ·Β· eine Reihenschaltung eines Widerstandes, eines Kondensators und einer Funkenstrecke, parallelgeschaltet sind« Dieser Reststromschalter braucht zwar keinen hohen Strom zu unterbrechen, aber er muß so konstruiert sein, daß er bei voller Netzspannung schalten kann· Solche besonderen Gleichstromschalter erfordern teure Konstruktionen und hohe Entwicklungskosten·

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteranordnung der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, die in möglichst großem Umfang aus bereits vorhandenen Wechselstromgeräten aufgebaut ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem zweiten Parallelkreis zum Kommutierungsschalter ein Ventilahleiter liegt, der so bemessen ist, daß er bei einem Ausschaltvorgang den Strom übernimmt und diesen unterbricht und daß das zweite Schaltgerät danach öffnet und eine Potentialtrennung bewirkt.

Die Schalteranordnung nach der Erfindung läßt sich mit geringerem Aufwand herstellen als die entsprechenden bekannten Schalteranordnungen, da sie im wesentlichen aus bereits vorhandenen in Wechselstromanlagen verwendeten Geräten aufgebaut ist·

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Die Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung näher beschrieben.

Die gezeigte Schalteranordnung besteht aus Teilen für die Kommutierung, das Unterbrechen und die Isolierung· Zu den der Kommutierung dienenden Teilen gehören der sogenannte Kommutierungsschalter 1, zu dem eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 2 und einer Funkenstrecke 3 parallelgeschaltet ist. Zum Unterbrechen dient ein Ventilableiter 4, und zum Isolieren ist ein Trennschalter 5 vorgesehen.

Bei einem Ausschaltvorgang-wird der Schalter 1 geöffnet, wobei er eine Lichtbogenspannung erzeugt, die die Funkenstrecke 3 zündet· Dadurch erfolgt eine schnelle Übernahme des Stromes auf den Kondensator 2, wobei der Lichtbogen am Schalter 1 erlischt· Wenn die Spannung am Kondensator die Zündspannung für den Ventilableiter 4 erreicht hat, zündet dieser, übernimmt den Strom und steuert diesen kontrolliert auf Null, d.h. er unterbricht den Stroa, ohne unzulässige Überspannungen zu verursachen. Wenn der Strom unterbrochen ist, öffnet der Trennschalter 5 und isoliert den Kreis.

Die Schalteranordnung nach der Erfindung unterscheidet sich von anderen Konmutierungsschalteranordnungen dadurch, daß sie die Unterbrecherfunktion vollständig auf den Ventilableiter überträgt, während die übrigen Komponenten 1, 2 und 3 nur die Aufgabe haben, den Ableiter zu zünden und den Strom auf

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diesen zu übertragen. Die Anordnung kann daher aus einer relativ kleinen Anzahl Komponenten aufgebaut werden, die außerdem nicht besonders kostspielig sind.

Der Ventilabieiter 4 besteht aus einem Widerstand, der vorzugsweise spannungsabhängig ist und der mit einer selbstlöschenden Funkenstrecke in Reihe geschaltet ist. Eine für diesen Zweck geeignete Ausführungsform eines solchen Ventilableiters wird in der DT-AS 1 806 587 beschrieben, Ventilableiter dieser Art mit der erforderlichen Schaltleistung sind auf dem Markt erhältlich. Es ist nur eine spezielle Anpassung der Ableiterspannung für den aktuellen Verwendungszweck erforderlich, damit die nach dem Löschen wiederkehrende Spannung nicht die Zündspannung des Ableiters übersteigt, der Ableiter also nicht erneut zündet.

Als Kommutierungsschalter 1 kann mit Vorteil ein konventioneller ölarmer Wechselstromschalter (mit erforderlicher Anzahl von Schaltelementen) verwendet werden, da es sich gezeigt hat, daß dieser Schaltertyp eine relativ hohe Lichtbogenspannung aufzubauen vermag. Außerdem kann man dabei aus dem für ölschalt— strecken typischen sehr schnellen Wiederaufbau der dielektrischen Festigkeit nach Erlöschen 4es Lichtbogens Mutzen ziehen.

Der Trennschalter 5 sollte schnell-schaltend und so angeordnet sein, daß er gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem Öffnen des Kommutierungisschalters 1 öffnet. Dadurch wird schnell ein

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erforderlicher Isolationsabstand über der Schalteranordnung erreicht, und man vermeidet die Gefahr, daß äuBere Überspannungen zu einer Nazündung oder zu einem Überschlag an einer der Komponenten 2, 3 oder 4 führen können, die aus Kostenersparnisgründen zweckmäßigerweise für eine relativ niedrige Spannung isoliert sind.

Aus dem Ausführungsbeispiel geht hervor, daß man in relativ einfacher Weise eine Schalteranordnung für hochgespannten Gleichstrom aufbauen kann, und zwar ausschließlich aus Komponenten, die in der heutigen Elektrotechnik bereits verwendet werden.

Die beschriebene Anordnung stellt nur ein Beispiel für eine Schalteranordnung nach der Erfindung dar· Abwandlungen des beschriebenen Aufbaues sind im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich« Beispielsweise ist es möglich, den Ventilableiter direkt zu dem Kondensator 2 parallelzuschalten. Eine solche Ausführung führt allerdings zu einer etwas größeren Beanspruchung der Funkenstrecke 3 als bei der in der Figur gezeigten Ausführung· Ferner brauchen die Schalter 1 und 5 nicht notwendigerweise aus getrennten Schaltgeräten verschiedenen Aufbaues zu bestehen; vielmehr können diese Schalter auch zu einer Einheit mit Schaltelementen ein und derselben Art zusammengebaut sein.

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Claims (5)

1. Patentansprüche:

   2j/ Anordnung zur Unterbrechung yon hochgespanntem Gleichstrom, bestehend aus zwei in Reihe geschalteten elektrischen Schaltgeräten, von denen zu einem, dem Kommutierungsschalter, eine Reihenschaltung aus einer Funkenstrecke und einem Kondensator parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweiten Parallelkreis zum Kommutierungsschalter (1) ein Ventilableiter (4) liegt, der so bemessen ist, daß er bei einem Ausschaltvorgang den Strom übernimmt und diesen unterbricht, und daß das zweite Schaltgerät (5) danach öffnet und eine Potentialtrennung bewirkt,
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutierungsschalter (1) ein flüssigkeitsarmer Schalter ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltgerät (5) ein Sehne11trennschalter ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilableiter (4) aus mehreren parallelgeschalteten Säulen mit Ventilwiderständen und Funkenstrecken mit magnetischer Blasurig und Lichtbogenverlängerung besteht, sowie aus zwischen den Säulen angeordneten Querimpedanzen zur kontrollierten Übertragung von Zündimpulsen zwischen den Säulen*

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5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
   die Ventilabieitersäulen und die Querimpedanzen so "bemessen und angeordnet sind, daß in sämtlichen Säulen ein ständiges Zünden und Löschen erfolgt, so daß der Strom ständig von einer Säule zur anderen kommutiert, bis er endgültig unterbrochen ist.

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