DE2405835C3

DE2405835C3 - Circuit breaker

Info

Publication number: DE2405835C3
Application number: DE19742405835
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Malibu Knauer; Michael A. Los Angeles Lutz
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1974-02-07
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2218637A1; NL7402004A; JPS5329225B2; SE390580B; IT1002928B; CH577232A5; AU461676B2; DE2405835B2; CA1002168A; FR2218637B1; JPS49113173A; DE2405835A1; AU6517274A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsschalt-The invention relates to a power switching

einrichtung mit einem Leitungszweig, der einen zur Übertragung des Betriebsstromes dienenden Leitungsschalter enthält und einem dem Leitungszweig parallelgeschalteten Unterbrecherzweig, der einen Kondensator, eine Einrichtung zum Aufladen des KondensatorsDevice with a line branch which contains a line switch serving to transmit the operating current and an interrupter branch connected in parallel to the line branch, the one capacitor, a device for charging the capacitor mit einer zur Betriebsspannung entgegengesetzten Spannung und in Serie zum Kondensator einen Schalter zum Erzeugen eines Stromnulls im Leitungszweig durch Entladen des Kondensators über den in einen Zustand der Unterbrechungsbereitschaft versetzten Leitungswith a voltage opposite to the operating voltage and in series with the capacitor a switch for generating a current zero in the line branch by discharging the capacitor via the in a state interrupted line schalter enthältswitch includes

Eine solche Leistungsschalteinrichtung ist aus den US-PSen 34 35 288 und 35 22 472 bekannt Diese bekannten Leistungsschalteinrichtungen sind für das Abschalten von Hochspannungsleitungen, insbesondereSuch a power switching device is known from US Pat. Nos. 34 35 288 and 35 22 472 known power switching devices are for switching off high-voltage lines, in particular in Gleichstromnetzen oder Wechselstromnetzen, bei denen das Abschalten vor Erreichen eines natürlichen Stromnulls erfolgen soll, bestimmt und umfassen einen Leitungsschalter, der den normalen Betriebsstrom führt und zum Abschalten geöffnet wird. Das öffnen desin direct current networks or alternating current networks, in which the switch-off before reaching a natural Current zeros should take place, determined and include a circuit breaker that carries the normal operating current and is opened to switch off. The opening of the Schalters führt zur Ausbildung eines Lichtbogens. Die Deionisierung des geöffneten und in einer Lichtbogenentladung brennenden Leitungsschalters wird durch eine erzwungene Stromumkehr in dem geöffneten Leitungsschalter erreicht. Zu diesem Zweck wird einSwitch leads to the formation of an arc. the Deionization of the opened circuit breaker, which is burning in an arc discharge, is carried out achieved a forced current reversal in the open circuit breaker. To this end, a geeignet gepolter Kondensator über den Leitungsschalter entladen. Durch diese Entladung wird ein Stromnull bewirktDischarge suitably polarized capacitor via the line switch. This discharge becomes a zero current causes

Die Leistungsschalteinrichtung nach der US-PS 34 35 288 macht die Verwendung eines KondensatorsThe power switching device according to US-PS 34 35 288 makes the use of a capacitor erforderlich, der mindestens der Netzspannung standhalten kann und ausreichend groß ist, um die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges an dem Leitungsschalter unterhalb eines kritischen Wertes zu halten, bei dem eine erneute Zündung einsetzen kann.required that can withstand at least the mains voltage and is large enough to handle the Speed of voltage rise at the circuit breaker below a critical value hold, at which a new ignition can start.

Um einen Hochspannungskondensator großer kapazität zu vermeiden, der sehr kostspielig und umfangreich ist wird bei der Leistungsschalteinrichtung nach der US-PS 36 60 723 außer einem für niedrige Spannung ausgelegten Kondensator zur Lieferung des für dieTo avoid a high-voltage capacitor of large capacity, which is very expensive and bulky is in the power switching device according to US-PS 36 60 723 except for one for low voltage designed capacitor for the delivery of the erzwungene Stromumkehr benötigten Stromes von zwei für niedrige Spannungen geeigneten Hilfsschaltern und einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern Gebrauch gemacht Bei dieser bekannten Leistungsschalteinrichtung wird zwar für die Stromumkehr nur ein fürforced current reversal of the current required by two auxiliary switches suitable for low voltages and a switching tube with crossed fields made use of verhältnismäßig niedrige Spannung ausgelegter Kondensatorbenötigt, jedoch ist mindestens ein zusätzlicher Leitungsschalter und eine zusätzliche Schaltröhre mit gekreuzten Feldern erforderlich, so daß die bekannteA relatively low voltage rated capacitor is required, but at least one additional is required Line switch and an additional interrupter with crossed fields required, so that the known

Leistungsschalteinrichtung einen insgesamt komplizierten Aufbau hat und ebenfalls noch relativ kostspielig istPower switching device has an overall complicated structure and is also still relatively expensive

Ähnliche Verhältnisse wie bei mechanischen Leitungsschaltern liegen auch bei der Verwendung von Siliziumthyristoren (SCR) als Leitungsscha/ter vor. Bei Siliziumthyristoren ist es bekannt, da& das Abschalten des die Leitung bewirkenden, der Steuerelektrode zugeführten Signals nicht zu einer Beendigung des ' leitenden Zustandes führt Benötigt wird jedoch eine Unterbrechung des Stromes. Diese Unterbrechung kann wieder dadurch erreicht werden, daß ein Kondensator mit geeigneter Polung über den Siliziumthyristor entladen wird, um ein Stromnull zu erzielen, damit der Siliziumthyristor in den nichtleitenden Zustand übergeht Ein Siliziumthyristor ist einem mechanischen Schalter wegen seiner größeren Ausschaltgeschwindigkeit überlegen.The situation is similar to that of mechanical line switches when using Silicon thyristors (SCR) as line switches. at Silicon thyristors are known to cause & shutdown of the signal which causes the conduction and is fed to the control electrode does not lead to a termination of the ' conductive state, however, an interruption of the current is required. This interruption can again be achieved by discharging a capacitor with suitable polarity via the silicon thyristor in order to achieve a current zero, so that the silicon thyristor passes into the non-conductive state. A silicon thyristor is a superior to mechanical switch because of its faster switch-off speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leistungsschalteinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die Verwendung eines für eine relativ niedrige Spannung ausgelegten Kondensators zum Erzielen der Stromumkehr ermöglicht und die -einfacheraufgebaut ist als die bekannte Anordnung.The invention is based on the object of a To create power switching device of the type described above, the use of a for a relatively low voltage designed capacitor allows to achieve the current reversal and the - is constructed more simply than the known arrangement.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kondensator im Zustand der Betriebsbereitschaft auf eine Spannung aufgeladen ist die einen Bruchteil der Netzspannung beträgt und daß der Schalter im Unterbrecherzweig eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern ist, die in ihrem nichtleitenden Zustand der Netzspannung standhält bei anliegender Spannung einschaltbar und unter Strom abschaltbar <iät, wenn beim Unterbrechen der Betrag der Spannung am Kondensator etwa gleich der Ladespannung istThis object is achieved according to the invention in that the capacitor is charged to a voltage in the operational readiness state Fraction of the mains voltage is and that the switch in the breaker branch with a switching tube crossed fields, which in its non-conductive state can withstand the mains voltage when connected Voltage can be switched on and switched off under current <iät, if the amount of voltage on the capacitor is approximately equal to the charging voltage when interrupted

Bei der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung liegt also zu dem Leitungsschalter des Leitungs- zweiges eine einen Kondensator und eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern umfassende Serienschaltung parallel. Diese Schaltröhre ist bei anliegender Spannung einschaltbar, so daß sie bei geöffnetem, aber noch immer Strom führenden Leitungsschalter eingeschaltet werden kann, damit sich der Kondensator zur Erzeugung eines Stromnulls in dem Leitungsschalter entladen kann. Da die Schaltröhre unter Strom abschaltbar ist und in ihrem nichtleitenden Zustand der Netzspannung standhält, kann sie abgeschaltet werden, wenn nach dem Erzeugen eines Stromnulls und der Unterbrechung des Stromes im Leitungszweig ein Ladestrom in den Kondensator fließt, bevor der Kondensator auf eine erhebliche Spannung aufgeladen worden ist.In the power switching device according to the invention, the line switch of the line branch a series circuit comprising a capacitor and a switching tube with crossed fields parallel. This interrupter can be switched on when the voltage is applied, so that it is still open when the voltage is applied Current-carrying circuit breaker can be turned on to allow the capacitor to generate a Can discharge current zeros in the circuit breaker. Since the interrupter can be switched off under power and in their Withstands the non-conductive state of the mains voltage, it can be switched off if after generating a current zero and the interruption of the current in the line branch a charging current in the capacitor flows before the capacitor has been charged to a significant voltage.

Dementsprechend hat die Erfindung auch ein Verfahren zum Unterbrechen des Stromflusses mittels einer Leistungsschalteinrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand. Dieses Verfahren setzt voraus, daß der Leitungsschalter wahlweise in einen niederohmigen Zustand, einen hochohmigen Zustand und einen Zustand der Bereitschaft zum Übergang vom niederohmigen in den hochohmigen Zustand (Übergangsbereitschaft) versetzbar ist, und besteht darin, daß der sich im niederohmigen, den elektrischen Strom leitenden Zustand befindende Leitungsschalter zunächst in den Zustand der Übergangsbereitschaft versetzt wird, daß sodann die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern in ihren leitenden Zustand versetzt wird, so daß eine Entladung des, zuvor mit einer Gegenspannung aufgeladenen Kondensators stattfindet und in dem Leitungsschalter ein Stromnull erzwungen wird, das wiederum einen Übergang des Leitungsschalters in den hochohmigen Zustand zur Folge hat,-daß weiter der Stromfluß durchAccordingly, the invention also has a method for interrupting the flow of current by means of a power switching device according to the invention. This method assumes that the line switch can be set to either a low-resistance state, a high-resistance state and a state of readiness to transition from the low-resistance to the high-resistance state (transitional readiness), and consists in the fact that the electrical current is conductive in the low-resistance state State of the line switch is first placed in the state of transitional readiness, that then the switching tube with crossed fields is placed in its conductive state, so that a discharge of the capacitor previously charged with a counter voltage takes place and a current zero is forced in the line switch, which in turn a transition of the line switch into the high-resistance state has the consequence that the current continues to flow through die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern hinreichend lange aufrechterhalten wird, bis der Leitungsschalter der an ihm herrschenden Spannung standhalten kann, und daß schließlich durch Herbeiführen des nichtleitenden Zustandes der Schaltröhre nail gekreuzten Feldern der Stromfluß durch den Unterbrecherzweig beendet wird, so daß sich die Netzspannung an dem geöffneten und deionisierten Leitungsschalter wieder aufbautthe interrupter with crossed fields is maintained long enough until the circuit breaker the voltage prevailing on him can withstand, and that finally by bringing about the non-conductive state of the interrupter nail crossed fields the flow of current through the interrupter branch is terminated, so that the mains voltage on the open and rebuilds deionized line switch

Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei einem in Unterbrechungsbereitschaft versetzten Leitungsschalter eine Unterbrechung des Stromes durch Stromumkehr in dem Leitungsschalter allein mit Hilfe eines nur für eine relativ niedrige Spannung ausgelegten Kondensators und einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern möglich ist, so daß zusätzliche Schalter oder ein großer, für $e volle Netzspannung ausgelegter Kondensator für die Stromumkehr nicht erforderlich sind. Der parallel zu dem Leitungsschalter liegende, den Kondensator und die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern umfassende Unterbrecherzweig hat auch den Vorteil, daß er die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges an dem Leitungsschalter begrenzt was für dessen sichere Deionisierung von Bedeutung ist.The invention has the advantage that when a line switch is in readiness for interruption, an interruption of the current by current reversal in the line switch is only possible with the aid of only one capacitor designed for a relatively low voltage and a switching tube with crossed fields is possible, so that additional switches or a large capacitor designed for full mains voltage are not required for current reversal. The one lying parallel to the line switch, the capacitor and the interrupter with crossed fields comprehensive breaker branch also has the advantage that it increases the speed of the voltage rise the circuit breaker limits what is important for its safe deionization.

Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung hat auch den Vorteil, daß sie zum Abschalten sowohl von Gleichstrom als auch von Wechselstrom verwendbar ist, wobei das Abschalten von Wechselstrom vor dem Auftreten des ersten natürlichen Stromnulls nach öffnen des Leitungsschalters erfolgtThe power switching device according to the invention also has the advantage that it can be used to switch off both of direct current as well as alternating current can be used, with the switching off of alternating current before the occurrence of the first natural current zero after opening the line switch takes place

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist zu dem Unterbrecherzweig ein Widerstand parallel geschaltet. In diesem Fall kann die Leistungsschalteinrichtung anstatt zum Unterbrechen des Leitungsstromes zu dessen Steuerung oder Begrenzung durch Einschalten eines Widerstandes verwendet werden.In one embodiment of the invention, a resistor is connected in parallel to the interrupter branch. In this case, the power switching device can instead of interrupting the line current whose control or limitation can be used by switching on a resistor.

Wie erwähnt, liegen bei der Verwendung von mechanischen Schaltern und von Thyristoren als Leitungsschalter ähnliche Verhältnisse vor. Infolgedessen kann bei der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung der Leistungsschalter sowohl als mechanischer Schalter als auch als Siliziumthyristor ausgebildet sein.As mentioned, mechanical switches and thyristors are used as Circuit breaker similar conditions. As a result, in the power switching device according to the invention, the power switch can be designed both as a mechanical switch and as a silicon thyristor be.

Aus der DB-AS 11 Sl 041 ist eine Leistungsschalteinrichtung mit einem dem Leitungszweig parallelgeschalteten Unterbrecherzweig bekannt, der in Serie einen Kondensator und einen Schalter sowie eine Einrichtung zum Aufladen des Kondensators enthält und bei dem angeblich auf die Spannung, die sich am Kondensator nach dem Unterbrechen des Stromkreises einstellt, keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Die zur Begrenzung der Spannung am Kondensator dienende Funkenstrecke spricht jedoch erst bei der 1,5-fachen Betriebsspannung an und soll verhindern, daß die Spannung am Kondensator bis auf das 2,5-fache der Betriebsspannung anwächst. Infolgedessen muß der zum Erzielen der Stromumkehr verwendete Kondensator mindestens der Betriebsspannung standhalten können.From the DB-AS 11 Sl 041 a power switching device with a line branch parallel-connected breaker branch is known, the one in series Contains capacitor and a switch and a device for charging the capacitor and in which allegedly on the voltage that appears on the capacitor after the circuit is interrupted, no consideration needs to be taken. The one used to limit the voltage across the capacitor However, the spark gap only responds at 1.5 times the operating voltage and is intended to prevent the The voltage on the capacitor increases to 2.5 times the operating voltage. As a result, the Capacitor used to achieve the current reversal withstand at least the operating voltage can.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 das Blockschaltbild eines Stromversorgungsnetzes nach der Erfindung, mit einer Leistungsschalteinrichtung,F i g. 1 the block diagram of a power supply network according to the invention, with a power switching device,

F i g. 2 das Schaltbild einer bekannten, mit erzwungener Stromumkehr in einem Leitungsschalter arbeitenden Leistungsschalteinrichtung,F i g. 2 the circuit diagram of a known power switching device working with forced current reversal in a circuit breaker,

Fig. 3 das Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung,3 shows the circuit diagram of an embodiment of a power switching device according to the invention,

Fig.4 eine graphische Darstellung der zeitlichen Änderung charakteristischer Größen der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung während des Abschaltens, 4 shows a graphic representation of the change over time in characteristic variables of the invention Circuit breaker during disconnection,

Fig.5 das Schaltbild einer aus Leistungsschalteinrichtungen nach Fig.3 aufgebauten Folgeschalteinrichtung, 5 shows the circuit diagram of one of the power switching devices sequence switching device constructed according to Fig. 3,

Fig.6 das Schaltbild eines einfachen Wechselstrombegrenzers unter Verwendung der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung,Fig. 6 shows the circuit diagram of a simple alternating current limiter using the power switching device according to the invention,

Fig. 7 das Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung mit einem als Siliziumthyristor ausgebildeten Leitungsschalter, 7 shows the circuit diagram of an embodiment of the power switching device according to the invention a line switch designed as a silicon thyristor,

Fig.8 das Schaltbild einer aus Leistungsschalteinrichtungen nach Fig. 7 aufgebauten Folgeschalteinrichtung und8 shows the circuit diagram of one of the power switching devices 7 constructed sequence switching device and

F i g. 9 das Schaltbild eines einfachen Wechselstrombegrenzers mit einer Leistungsschalteinrichtung nach F i g. 7.F i g. 9 shows the circuit diagram of a simple alternating current limiter with a power switching device according to F i g. 7th

Die F i g. 1 zeigt ein Stromversorgungsnetz 10, in das eine erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung 12 zur Steuerung des Stromflusses eingefügt ist. Das Stromversorgungsnetz 10 umfaßt eine Energiequelle 14 und einen Verbraucher 16, der mit der Energiequelle 14 durch zwei Hauptleitungen verbunden ist. Die Leistungsschalteinrichtung 12 ist an den Anschlußstellen 18 und 20 in eine der Hauptleitungen eingeschaltet. Die andere Hauptleitung 22 kann bei Bedarf ebenfalls mit einer Leistungsschalteinrichtung ausgestattet sein. Ebenso kann, wenn mehr als zwei Hauptleitungen vorgesehen sind, jede mit einer Leistungsschalteinrichtung versehen sein. Aus der US-PS 36 57 607 und der US-PS 36 60 723 sind weitere Einzelheiten eines Stromversorgungsnetzes bekannt, in das die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung 12 eingefügt werden kann. Sowohl bei dem Stromversorgungsnetz nach der US-PS 36 57 607 als auch bei dem Stromversorgungsnetz nach der US-PS 36 60 723 sind beide Hauptleitungen durch eine Leistungsschalteinrichtung geschützt.The F i g. 1 shows a power supply network 10 into which a power switching device 12 according to the invention for controlling the flow of current is inserted. The power supply network 10 comprises an energy source 14 and a consumer 16 which is connected to the energy source 14 by two main lines. The power switching device 12 is switched on at the connection points 18 and 20 in one of the main lines. The other main line 22 can, if necessary, also be equipped with a power switching device. Likewise, if more than two main lines are provided, each can be provided with a power switching device. From US-PS 36 57 607 and US-PS 36 60 723 further details of a power supply network are known, into which the power switching device 12 according to the invention can be inserted. Both the power supply network according to US Pat. No. 36 57 607 and the power supply system according to US Pat. No. 36 60 723 both main lines are protected by a power switching device.

In F i g. 2 ist eine bekannte Leistungsschalteinrichtung 24 dargestellt, die den Ausgangspunkt für die im Hinblick auf die erfindungsgemäße Leistungsschaheinrichtung anzustellenden Betrachtungen bildet (vgl. US-PS 36 60 723). Die Leistungsschalteinrichtung 24 weist zwei Leitungsschalter 26 und 28 auf, die zwischen den Anschlußstellen 18 und 20 in Serie geschaltet sind. Sie sind als mechanische Schalter ausgebildet, die im normalen leitenden Zustand geschlossen sind. Es können Schalter sein, wie sie in der DT-OS 23 24 992 beschrieben sind. Ebenso können auch beispielsweise die aus den US-PSen 32 68 687 und 32 90 542 bekannten Leitungsschalter verwendet werden.In Fig. 2 shows a known power switching device 24, which forms the starting point for the considerations to be made with regard to the power switching device according to the invention (cf. US Pat. No. 3,660,723). The power switching device 24 has two line switches 26 and 28 which are connected in series between the connection points 18 and 20. They are designed as mechanical switches that are closed in the normal conductive state. It can be switches as described in DT-OS 23 24 992. Likewise, for example, from U.S. Patents 32 68 687 and 32 90 542 the known circuit breaker can be used.

Parallel zu dem ersten Leitungsschalter 26 ist eine eine Induktivität 30, einen Widerstand 32, einen aufgeladenen Kondensator 34 und einen Schalter 36 umfassende Serienschaltung geschaltet Ferner liegt ein Leitungszweig mit einer Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern parallel zu der die beiden Leitungsschalter 26 und 28 umfassenden Serienschaltung. Die Schaltröhre 38 ist eine Ausschalteinrichtung, die in der Lage ist. Gleichstrom gegen eine hohe Netzspannung abzuschalten. Solche Schaltröhren mit gekreuzten Feldern sind aus den US-PSen 35 58 960, 36 04 977, 3641384, 36 38 061 und 35 34 226 bekanntIn parallel with the first line switch 26 is an inductance 30, a resistor 32, a charged capacitor 34 and a switch 36 comprising a series circuit connected Line branch with a switching tube 38 with crossed fields parallel to the two line switches 26 and 28 comprehensive series connection. The switching tube 38 is a switching device which is capable. Switch off direct current against a high mains voltage. Such interrupters with crossed fields are from US-PS 35 58 960, 36 04 977, 3641384, 36 38 061 and 35 34 226 known

Wenn es erwünscht ist, die Leistungsschalteinrichtung 24 abzuschalten, so werden die beiden Leitungsschalter 26 und 28 geöffnet. Das Öffnen beider Schalter erfolgt vorzugsweise gleichzeitig, obwohl der zweite Leitungsschalter 28 auch etwas später als der erste geöffnet werden kann. Wenn der erste Leitungsschalter 26 geöffnet ist und in einer Bogenentladung Strom führt, wird der Schalter 36 geschlossen, damit sich der Kondensator 34 über den in der Bogenentladung Strom führenden Leitungsschalter 26 in einer solchen Richtung entladen kann, daß in dem ersten Leitungsschalter 26 ein Stromnull erzeugt wird. Der Leitungsstrom fließt nun in den Kondensator 34, an dem die Spannung bis zu einem Punkt ansteigt, bei dem sie hoch genug ist, um den leitenden Zustand der Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern herbeizuführen. Die Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern war zuvor in einem solchen magnetischen Zustand, daß bei Anlegen eines elektrischen Feldes an der Schaltröhre die Leitung einsetzen konnte. Wenn der Leitungsstrom nun durch die Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern fließt, so wird die Stärke des durch den zweiten Leitungsschalter 28 fließenden Stromes bis unter den kritischen Wert erniedrigt, bei dem die Bogenentladung erlischt. Dadurch wird der leitende Zustand des zweiten Leitungsschalters 28 beendet. Nach einer hinreichend langen Zeitspanne, die eine Deionisierung des Elektrodenzwischenraumes des zweiten Leitungsschalters 28 ermöglicht, kann die Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet werden. Die Leistungsschalteinrichtung 24 ist nur in solchen Stromversorgungsnetzen verwendbar, deren Netzenergie ziemlich niedrig ist und in denen hohe Ausschaltspannungsspitzen hingenommen werden können. Wenn eine größere Netzenergie absorbiert werden muß und gleichzeitig Abschaltspannungsspitzen vermindert werden müssen, können zu der Schaltröhre 38 mit gekreuzten Feldern parallel geschaltete Zweige vorgesehen sein, die Schaltröhren mit gekreuzten Feldern und dazu in Serie geschaltete energieverzehrende Widerstände umfassen. Die Anwendung zusätzlicher Zweige dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 36 60 723 bekannt. When it is desired to switch off the power switching device 24, the two line switches 26 and 28 are opened. Both switches are preferably opened at the same time, although the second line switch 28 can also be opened a little later than the first. When the first line switch 26 is open and conducts current in an arc discharge, the switch 36 is closed so that the capacitor 34 can discharge itself via the line switch 26 carrying current in the arc discharge in such a direction that a current zero is generated in the first line switch 26 will. The conduction current now flows into the capacitor 34, at which the voltage rises to a point at which it is high enough to bring about the conductive state of the interrupter 38 with crossed fields. The interrupter 38 with crossed fields was previously in such a magnetic state that when an electric field was applied to the interrupter, the line could start. If the line current now flows through the interrupter 38 with crossed fields, the strength of the current flowing through the second line switch 28 is reduced to below the critical value at which the arc discharge is extinguished. As a result, the conductive state of the second line switch 28 is ended. After a sufficiently long period of time that enables deionization of the electrode space of the second line switch 28 , the interrupter 38 can be switched off with crossed fields. The power switching device 24 can only be used in those power supply networks whose network energy is quite low and in which high switch-off voltage peaks can be accepted. If a larger network energy has to be absorbed and cut-off voltage peaks have to be reduced at the same time, branches connected in parallel to the interrupter 38 with crossed fields can be provided, which include interrupter with crossed fields and energy-consuming resistors connected in series. The use of additional branches of this type is known, for example, from US Pat. No. 3,660,723.

Fig.3 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung 40. Bei dieser Leistungsschalteinrichtung 40 handelt es sich um eine Grundanordnung. Sie umfaßt einen Leitungsschalter 42, der in der Lage ist, den normalen Leitungsstrom zu führen. Jede der oben in Verbindung mit dem Leitungsschalter 26 beschriebenen Einrichtungen ist hierfür geeignet.3 shows a schematic representation of a power switching device 40 according to the invention. This power switching device 40 is a basic arrangement. It includes a line switch 42 capable of carrying normal line current. Any of the devices described above in connection with the line switch 26 is suitable for this purpose.

Parallel zu dem Leitungsschalter 42 ist eine eine Induktivität 44, einen Kondensator 46, einen Widerstand 48 und eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern 50 umfassende Serienschaltung geschaltet. Die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern ist identisch mit der Schaltröhre 38 in F i g. 2 und es kann jede mit Bezug auf die Schaltröhre 38 erwähnte Einrichtung gleichermaßen als Schaltröhre 50 verwendet werden. Mit dem Kondensator 46 ist eine Ladeeinrichtung 52 verbunden, die dessen anfängliche Aufladung bewirkt A series circuit comprising an inductance 44, a capacitor 46, a resistor 48 and a switching tube with crossed fields 50 is connected in parallel with the line switch 42. The interrupter 50 with crossed fields is identical to the interrupter 38 in FIG. 2 and any device mentioned with reference to the interrupter 38 can equally be used as interrupter 50. A charging device 52 is connected to the capacitor 46 and causes it to be initially charged

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung 40 wird an Hand Fig.4 beschrieben, die die Veränderung verschiedener charakteristischer Größen bei der Betätigung der Lei- stungsschalteinrichtung zeigt Die Linie 54 der Fig.4 zeigt die zeitliche Veränderung der an dem Schalter des Unterbrecherzweiges, d. h. an der Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern, anliegenden Spannung. Die Linie 56 zeigt den Verlauf der an dem Leitungsschalter 42 anliegenden Spannung. Die Linie 58 zeigt den zeitlichen The mode of operation of the power switching device 40 according to the invention is described with reference to FIG. 4, which shows the change in various characteristic variables when the power switching device is actuated. The line 54 in FIG 50 with crossed fields, applied voltage. Line 56 shows the profile of the voltage applied to line switch 42. Line 58 shows the temporal

Verlauf des Stromes in der Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern und die Linie 60 den zeitlichen Verlauf des Stromes in dem LeitungsschaUer 42. Vor dem Unterbrechungszyklus ist der LeitungsschaUer 42 geschlossen und wird von dem normalen Leilungsstrom durchflossen, wie es durch die Linie 60 dargestellt ist. Außerdem ist, wie die Linie 56 zeigt, der Spannungsabfall über dem LeitungsschaUer 42 im wesentlichen Null. Die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern ist abgeschaltet und führt, wie es der Beginn der Linie 58 zeigt, keinen Strom. An der Schallröhre 50 liegt, wie es durch den Beginn der Linie 54 veranschaulicht ist, die Spannung des geladenen Kondensators 46 an. Zur Zeit Null wird der LeitungsschaUer 42 geöffnet, der an dem Lichtbogen auftretende Spannungsabfall ist aber nicht groß genug, um in der Linie 56 in Erscheinung zu treten. Wenn der LeitungsschaUer 42 weit genug geöffnet ist, um der vollen Netzspannung standhalten zu können (gemäß Fig.4 nach etwa 100ns), wird die Schaltröhre 50 eingeschaltet, damit der Kondensator 46 in einer solchen Richtung entladen wird, daß in dem geöffneten, in einer Lichtbogenentladung brennenden LeitungsschaUer 42 ein Stromnull erzeugt wird. Die Linie 56 zeigt eine Verminderung der an dem LeitungsschaUer 42 anliegenden Spannung, um eine Spannungsumkehr anzudeuten, durch die der Strom durch den LeitungsschaUer auf Null absinkt, wie es durch die Linie 60 dargestellt ist. Es ist weiter anzumerken, daß der Spannungsabfall an der Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern, dessen Verlauf durch die Linie 54 dargestellt ist, auf den Wert des dem leitenden Zustand einer solchen Hinrichtung entsprechenden Spannungsabfalls absinkt. Während dieser Zeit ist die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern bei der dem untersten horizontalen Abschnitt der Linie 54 entsprechenden Spannung leitend, der Kondensator 46 wird aufgeladen, was, wie der Linie 56 zu entnehmen ist, zu einem leichten Spannungsanstieg an dem LeitungsschaUer 42 führt. Dieser Vorgang dauert so lange an, daß der LeitungsschaUer 42 deionisieren kann. Danach wird die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet, so daß deren Strom entsprechend der Linie 58 auf Null absinkt, was von dem durch die Linie 54 dargestellten Anstieg der Spannung an der Schaltröhre begleitet ist. Auf diese Weise wird der Stromkreis abgeschaltet, bevor der Kondensator 46 auf einen nennenswerten Bruchteil, beispielsweise mehr als die Hälfte, der Netzspannung aufgeladen ist. Wenn es erwünscht ist, daß der Kondensator 46 gegen Oberspannungen geschützt ist, die auftreten könnten, wenn die Schaltröhre 50 mit gekreuzten Feldern beim Ausschalten versagen oder zu spät in den Ausschaltzyklus eingeschaltet würde, so kann eine parallel zu dem Kondensator 46 geschaltete Sicherheitsfunkenstrecke vorgesehen sein. Gemäß F i g. 4 kann der vollständige Schaltzyklus in etwa 100 μβ abgeschlossen sein, jedoch ist die Zykluszeit durch die DeionisierungszeU des Leitungsschalters 42 bestimmt. Die Kapazität des Kondensators 46 wird so groß gewählt, daß der leitende Zustand für einen beträchtlichen Zeitraum anhalten kann, ohne daß an dem Kondensator 46 eine zu große Spannung aufgebaut wird. Zur Unterbrechung eines Stromes von 1OkA bei einer Deionisierungszeit des Leitungsschalters 42 von 100 μ5 ist ein für 10 kV ausgelegter Kondensator mit 100 μΡ angemessen.Course of the current in the interrupter 50 with crossed fields and the line 60 the temporal Course of the current in the line switch 42. The line switch 42 is before the interruption cycle is closed and is traversed by the normal Leilungsstrom, as shown by the line 60. In addition, as shown by line 56, the voltage drop across line switch 42 is essentially zero. The interrupter 50 with crossed fields is switched off and leads like the beginning of the line 58 shows no electricity. At the sound tube 50, as is illustrated by the beginning of the line 54, the Voltage of the charged capacitor 46. At the time zero, the line switch 42 is opened, which on the However, the voltage drop that occurs in the arc is not large enough to show up in line 56. When the line switch 42 is open enough to be able to withstand the full line voltage (according to Figure 4 after about 100ns), the interrupter 50 switched on so that the capacitor 46 is discharged in such a direction that in the open, a current zero is generated in an arc discharge burning line switch 42. Line 56 shows a reduction in the voltage applied to the line switch 42 by a voltage reversal to indicate, through which the current through the line switch drops to zero, as indicated by the line 60 is shown. It should also be noted that the voltage drop across the interrupter 50 is crossed Fields, the course of which is shown by the line 54, to the value of the conductive state of such Execution corresponding voltage drop drops. During this time, the interrupter 50 is with crossed fields at the voltage corresponding to the lowermost horizontal portion of line 54 conductive, the capacitor 46 is charged, which, as can be seen from the line 56, is easy Voltage rise at the line switch 42 leads. This process lasts so long that the Line switch 42 can deionize. Thereafter, the interrupter 50 is switched off with crossed fields, see above that their current drops to zero in accordance with line 58, which is different from that represented by line 54 Accompanying rise in voltage across the interrupter. In this way the circuit is switched off, before the capacitor 46 drops to an appreciable fraction, for example more than half, of the Mains voltage is charged. If it is desired that the capacitor 46 against high voltages is protected, which could occur if the interrupter 50 with crossed fields when switching off would fail or be switched on too late in the switch-off cycle, one can run parallel to the Capacitor 46 switched safety spark gap may be provided. According to FIG. 4 can be the full Switching cycle can be completed in about 100 μβ, however the cycle time is determined by the deionization time of the line switch 42. The capacity of the Capacitor 46 is chosen to be so large that the conductive state continues for a considerable period of time can without too high a voltage being built up on the capacitor 46. To interrupt a Current of 10 kA with a deionization time of the line switch 42 of 100 μ5 is one for 10 kV designed capacitor with 100 μΡ appropriate.

Wie oben ausgeführt, ist die Leistungsschalteinrichtung 40 unter der Bedingung verwendbar, daß keine zu große Netzenergie vorliegt, so daß keine übermäßig grollen Spannungsspitzen während des Ausschaltens auftreten. Die Leistungsschalteinrichtung 40 veranschaulicht die Wechselbeziehung zwischen dem Leitungszweig 62 und dem Unterbrecherzweig 64. Die diese Zweige umfassende Lcistungsschalteinrichtung 40 kann auch in Systemen verwendet werden, in denen eine Mehrzahl von Zweigen miteinander verbunden ist, um die Netzenergie in mehreren solchen Zweigen zu absorbieren. Ein solches System ist beispielsweise aus der US-PS 36 11 031 bekannt.As stated above, the power switching device 40 can be used under the condition that none are to be used There is a large amount of network energy so that there are no excessively large voltage peaks during switch-off appear. The power switching device 40 illustrates the interrelationship between the line branch 62 and the interrupter branch 64. The circuit breaker device 40 comprising these branches can also be used in systems in which a plurality of branches are connected together in order to to absorb the network energy in several such branches. Such a system is, for example, off the US-PS 36 11 031 known.

F i g. 5 zeigt eine Leistungsschalteinrichtung 66, die eine Mehrzahl solcher Zweige aufweist und zwischen die Anschlußstellen 18 und 20 eingefügt werden kann. Die Leistungsschalteinrichtung 66 weist in Serie geschaltete Leitungszweige 68, 70 und 72 auf, denen je ein Unterbrecherzweig 74 bzw. 76 oder 78 parallel geschaltet ist. Diese Leitungszweige und Unterbrecherzweige sind mit den entsprechenden Zweigen 62 und 64 in F i g. 3 identisch. Zu jedem der Unterbrecherzweige 76 und 78 ist jeweils ein energieverzchrender Widerstand 80 bzw. 82 parallel geschaltet. Wenn die Leistungsschalteinrichtung 66 das Netz abschalten soll, so werden der erste Leitungszweig 72 und der erste Unterbrecherzweig 78 betätigt, um den Stromfluß durch den energieverzehrenden Widerstand 82 zu zwingen und dessen Impedanz in das Netz einzuführen. Der Wert des Widerstandes 82 ist so gewählt, daß übergroße Spannungsspitzen vermieden werden und eine Verminderung des Nelzstromes erzielt wird. Zu jedem der LeitungsschaUer kann ein Kondensator parallel geschaltet sein, der zeitliche Veränderungen der Spannung steuert und begrenzt. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die an der Leistungsschalteinrichtung anliegende Spannung und der Netzstrom abnehmen, werden der Leitungszweig 70 und der Unterbrecherzweig 76 geöffnet, um den Netzstrom durch die in Serie miteinander geschalteten energieverzehrenden Widerstände 80 und 82 zu zwingen. Wenn dann die Spannung und der Netzstrom weiter abgefallen sind, kann die Leistungsschalteinrichtung vollständig abgeschaltet werden, ohne daß durch das Öffnen des Leitungszweiges 68 und des Unterbrecherzweiges 74 übermäßige Spannungsspitzen auftreten. Auf diese Weise wir,d das Netz durch die Leistungsschalteinrichtung 66 abgeschaltet. Andere Anordnungen, mittels derer der Widerstand eines Stromkreises nach und nach vergrößert wird, sind aus der US-PS 35 34 226 bekannt.F i g. 5 shows a power switching device 66 which has a plurality of such branches and between the connection points 18 and 20 can be inserted. The power switching device 66 has in series switched line branches 68, 70 and 72, each of which has an interrupter branch 74 or 76 or 78 in parallel is switched. These line branches and interrupter branches are connected to the corresponding branches 62 and 64 in FIG. 3 identical. For each of the breaker branches 76 and 78 there is an energy-delaying device Resistor 80 or 82 connected in parallel. If the power switching device 66 is to switch off the network, so the first branch 72 and the first breaker branch 78 are actuated to the flow of current through to force the energy-consuming resistor 82 and introduce its impedance into the network. The value of the resistor 82 is chosen so that excessive voltage peaks are avoided and a reduction of the fur stream is achieved. A capacitor can be connected in parallel to each of the line switches that controls and limits changes in voltage over time. At a later time, if the voltage applied to the circuit breaker and the mains current decrease, the Line branch 70 and the interrupter branch 76 open to the mains current through the in series to force connected energy-consuming resistors 80 and 82. If then the tension and the mains current has fallen further, the power switching device can be completely switched off without excessive opening of the line branch 68 and the breaker branch 74 Voltage peaks occur. In this way, the network is switched off by the power switching device 66. Other arrangements by which the resistance of a circuit is gradually increased are from US-PS 35 34 226 known.

Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung kann außer bei den oben beschriebenen Gleichstromnetzen auch bei Wechselstromnetzen Verwendung finden. Die F i g. 6 zeigt einen Strombegrenzer 84, der insbesondere für die Einfügung in ein Wechselstromnetz geeignet ist, um den in dem Wechselstromnetz fließenden Strom, insbesondere wenn ein Überstrom auftritt zu begrenzen. Der Strombegrenzer 84 ist mit Hilfe der Anschlüsse 86 und 88 in das Wechselstromnetz in Serie einschaltbar. Er umfaßt einen Leitungszweig 90 und einen Unterbrecherzweig 92 die jeweils identisch mit dem Leitungszweig 62 bzw. dem Unterbrecherzweig 64 der Leistungsschalteinrichtung 40 nach F i g. 3 ausgebildet sind. Wenn eine solche Leistungsschalteinrichtung zur Strombegrenzung verwendet wird, weist sie einen Widerstandszweig 94 auf, der zu dem Leitungszweig 90 und dem Unterbrecherzweig 92 parallel geschaltet istThe power switching device according to the invention can except for the direct current networks described above can also be used in alternating current networks. The F i g. 6 shows a current limiter 84 that is particularly suitable for insertion into an alternating current network, around the in the alternating current network Limit flowing current, especially when an overcurrent occurs. The current limiter 84 is with Connectable in series with the AC mains using connections 86 and 88. It comprises a line branch 90 and an interrupter branch 92, each identical to the line branch 62 or the interrupter branch 64 of the power switching device 40 according to FIG. 3 are formed. If such a circuit breaker is used to limit the current, it has a resistor branch 94, the to the Line branch 90 and the interrupter branch 92 is connected in parallel

Wenn der Strombegrenzer als Teil eines Wechselstromnetzes ausgebildet ist und eine Begrenzung des Stromes erforderlich wird, so werden der LeitungszweigWhen the current limiter is used as part of an alternating current network is formed and a limitation of the current is required, the line branch

90 und der Unterbrecherzweig 92 in der oben beschriebenen Weise betätigt.90 and the interrupter branch 92 actuated in the manner described above.

Der durch den Leitungszweig fließende Strom wird, wie oben beschrieben, auf Null reduziert und es wird dann der Unterbrecherzweig 92 abgeschaltet. Die Polung des zuvor geladenen Kondensators 98 spielt dabei keine Rolle, vorausgesetzt, daß der Unterbrecherzweig 92 eine unterkritische Dämpfung aufweist. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die Kapazität des Kondensators 100 \iF, die Induktivität 100 μΗ und der Wert des Widerstandes 102, der den gesamten Widerstand des Widerstandszweiges repräsentiert, 0,1 Ohm beträgt. In diesem Fall ist die Schwingung in dem Unterbrecherzweig 92 und dem Leitungszweig 90 nach eüwa drei Schwingungsperioden im Verhältnis 1/c gedämpft. Eine solche Schwingung genügt, um in dem geöffneten Schalter des Leitungszweiges 90 ein Slromnull zu erzielen. Die Schwingungsperiode beträgt 0,6 ms. Die notwendige Gegenspannung tritt dann an dem Leitungsschalter des Leitungszweiges hinreichend früh auf, um zu annehmbaren Abschalteigenschaften zu führen. Wenn der Leitungsschalter deionisiert ist, wird die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern des Unterbrecherzweiges 92 abgeschaltet. Der Widerstandszweig 94 ist dann in das Netz als zusätzlicher Widerstand eingeschaltet. Eine spezielle Anforderung bei der Verwendung in einem Wechselstromnetz besteht darin, daß die Schaltröhre mit gekreuzten Feldern in der Lage sein muß, in jeder Richtung Strom zu führen. Schaltröhren mit gekreuzten Feldern, die dieser Anforderung genügen, sind in einigen der obenerwähnten US-Patentschriften beschrieben.The current flowing through the branch line is, as described above, reduced to zero and the interrupter branch 92 is then switched off. The polarity of the previously charged capacitor 98 is irrelevant, provided that the interrupter branch 92 has subcritical attenuation. This condition is fulfilled when the capacitance of the capacitor 100 \ iF, the inductance 100 μΗ and the value of the resistor 102, which represents the total resistance of the resistor branch, is 0.1 ohm. In this case, the oscillation in the interrupter branch 92 and the line branch 90 is dampened after about three oscillation periods in a ratio of 1 / c. Such an oscillation is sufficient to achieve a current zero in the open switch of the branch line 90. The oscillation period is 0.6 ms. The necessary counter voltage then occurs at the line switch of the line branch sufficiently early to lead to acceptable shutdown properties. When the line switch is deionized, the interrupter with crossed fields of the interrupter branch 92 is switched off. The resistor branch 94 is then switched into the network as an additional resistor. A special requirement when used in an alternating current network is that the interrupter with crossed fields must be able to carry current in every direction. Interrupter tubes with crossed fields that meet this requirement are described in some of the aforementioned US patents.

Fig.7 zeigt in schematischer Darstellung eine Leistungsschalteinrichtung 140, die mit der Leistungsschalteinrichtung 40 nach Fig.3 weitgehend übereinstimmt. Gleiche Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei der Leistungsschalteinrichtung 140 wird der Leitungsschalter von einem oder von mehreren hintereinandergeschalteten Siliziumthyristoren (SCR) 142 gebildet. Die Siliziumthyristoren werden durch eine geeignete, mit ihren Steuerelektroden verbundene Steuereinrichtung 143 gesteuert. Die oben beschriebenen Leitungsschalter arbeiten nicht so schnell wie ein Siliziumthyristor. Es gibt aber elektronische Bauelemente, die innerhalb von einigen zehn Mikrosekunden nach Auftreten eines Fehlers geschützt sein müssen. Ein solcher Schutz kann mit Hilfe der Leistungsschalteinrichtung 140 erzielt werden, weil sie Siliziumthyristoren verwendet. Wenn bei der Leistungsschalteinrichtung 140 ein mechanischer Leitungsschalter verwendet würde, so könnte dieser nicht so schnell öffnen wie ein Siliziumthyristor und wäre daher nicht in der Lage, in der mit der Leistungsschalteinrichtung 140 möglichen kurzen Zeitspanne einen Schutz zu vermitteln. 7 shows a schematic representation of a power switching device 140, which is connected to the power switching device 40 largely coincides with FIG. The same components are with the same Provided with reference numerals. In the case of the power switching device 140, the line switch is operated by an or formed by several silicon thyristors (SCR) 142 connected in series. The silicon thyristors are controlled by a suitable control device 143 connected to their control electrodes. the The circuit breakers described above do not work as fast as a silicon thyristor. But there are electronic ones Components that are protected within tens of microseconds after a failure occurs must be. Such protection can be achieved with the aid of the power switching device 140 because it Silicon thyristors used. If the circuit breaker 140 is a mechanical circuit breaker were used, it could not open as quickly as a silicon thyristor and would therefore not be in able to provide protection in the short period of time possible with the power switching device 140.

Die in F i g. 8 dargestellte Leistungsschalteinrichtung 166 ist zu der in Fi g. 5 dargestellten Leistungsschalteinrichtung 66 weitgehend gleich, jedoch sind bei der Leistungsschalteinrichtung 166 wiederum die Leitungsschalter der Leitungszweige als Siliziumthyristoren 168, 170 und 172 ausgebildet Die Siliziumthyristoren dieser Zweige können je nach den herrschenden Spannungsund Stromverhältnissen innerhalb jedes Zweiges als in Serie oder parallel geschaltete Einheiten ausgebildet seia Die Siliziumthyristoren 168, 170 und 172 werden von einer Steuereinrichtung 173 gesteuert. Die Leistungsschalteinrichtung 166 arbeitet daher praktisch genau so wie die Leisuingsschalteinrichuing 66, abgesehen davon, daß sie wegen der Verwendung von Siliziumthyristoren in den Leitungszweigen mit sehr viel kürzeren Schaltzeiten arbeitet.The in F i g. 8 is the power switching device 166 shown in Fi g. Power switching means 66 shown in Figure 5 largely the same, but the line switches of line branches as SCRs 168, 170 and 172 are formed, the SCRs of these branches may vary according to the prevailing voltage and current ratios within each branch as in series or parallel-connected units are in the power switching device 166 in turn formed seia The Silicon thyristors 168, 170 and 172 are controlled by a control device 173. The power switching device 166 therefore works practically exactly like the power switching device 66, apart from the fact that it works with much shorter switching times because of the use of silicon thyristors in the line branches.

Fig.9 zeigt einen Wechsclstrombegrcnzer 184, der dem Wechselstrombegrenzer 84 nach F i g. 6 ähnlich ist. Wiederum enthält der Leitungszweig einen Siliziumthyristor 190 als L.eitungsschalter. Der Siliziumthyristor 190 wird von einer Steuereinrichtung 191 gesteuert. Je nachFIG. 9 shows an alternating current limiter 184 which corresponds to the alternating current limiter 84 according to FIG. 6 is similar. The branch line again contains a silicon thyristor 190 as a line switch. The silicon thyristor 190 is controlled by a control device 191. Depending on

ίο den Spannungs- und Stromverhältnissen können ein oder mehrere Siliziunithyristorcn, die miteinander in Serie oder zueinander parallel geschaltet sind, verwendet werden. Das Umschalten des Stromes auf den Widerstandszweig 194 kann bei Verwendung eines Siliziuiiithyristors als Leitungsschalter schneller erfolgen. ίο the voltage and current conditions can be a or several silicon thyristors connected to one another Series or parallel to each other can be used. Switching the current to the Resistance branch 194 can be done more quickly when using a silicon thyristor as a line switch.

Es ist zu beachten, daß ein mechanischer Schalter und ein Siliziumthyristor drei gemeinsame Zustände aufweisen. Der eine ist der hochohmige Zustand. Dieser liegt bei einem mechanischen Schalter vor, wenn seine Kontakte getrennt sind und kein Strom übertragen wird. Bei einem Siliziumthyristor ist der nichtleitende Zustand, wenn die Steuerelektrode nicht für den leitenden Zustand vorgespannt ist. Der zweite Zustand entspricht einem niederohmigen Zustand, in dem bei einem mechanischen Schalter die Kontakte geschlossen sind, wenn bei einem Siliziumthyristor an der Steuerelektrode die geeignete Vorspannung für den leitenden Zustand anliegt. Der dritte Zustand soll im folgenden als »Lbergangsbereitschaft« bezeichnet werden. In diesem Fal'e sind bei einem mechanischen Schalter die Kontakte zwar geöffnet, jedoch entspricht der Leitunjszustand als Folge einer Bogenentladung dem niederohmigtn Zustand. Wenn der Lichtbogen erlischt und der Raum zwischen den Kontakten deionisiert, geht jedoch der mechanische Schalter in seinen hochohmigen Zustand über. Im Zustand der »Übergangsbereitschaft« ist also der mechanische Schalter bereit, aus dem niederohmigen Zustand durch Deionisierung in den hochohmigen Zustand überzugehen. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Leistungsschalleinrichtung dadurch erreicht, daß ein hinreichendes Stromnull erzeugt wird, um die Stärke des fließenden Stromes unter den Wert abzusenken, bei dem der Schwellenwert der Spannung für die Lichtbogenentladung unterschritten, diese unterbrochen und eine Deionisierung ermöglicht wird. Ein ähnlicher Zustand der »Obergangsbereitschaft« besteht bei einem Siliziumthyristor dann, wenn an der Steuerelektrode nicht die Vorspannung für den leitenden Zustand anliegt. Der leitende Zustand endet dann bei Erreichen der Schwellenwertspannung. Der Übergang aus dem an sich niederohmigen Zustand der »Übergangsbereitschaft« in den hochohmigen Zustand wird dementsprechend durch Reduzieren der Stärke des den Siliziumthyristor durchfließenden Stromes auf einen unterhalb eines durch die Sperrspannung bestimmten Schwellenwertes erzielt. Danach kann sich eine Spannung an dem Leitungsschalter aufbauen. Gemäß einer anderen Betrachtungsweise dieses Zustandes können die Leitungsschalter als in einem Bereitschaftszustand befindlich angesehen werden, in dem sie aus einem niederohmigen Zustand in einen hochohmigen Zustand übergehen können, wenn geeignete Strom- und Spannungsverhältnisse eingetreten sind, um einenIt should be noted that a mechanical switch and a silicon thyristor have three common states. One is the high-resistance state. This is the case with a mechanical switch if its Contacts are separated and no current is being transmitted. In the case of a silicon thyristor, it is non-conductive State when the control electrode is not biased for the conductive state. The second state corresponds to a low-resistance state in which the contacts of a mechanical switch are closed are, if in a silicon thyristor at the control electrode the appropriate bias for the conductive Condition is present. The third state will be referred to in the following as "readiness for transition". In this In the case of a mechanical switch, the contacts are open, but the conduction state corresponds the low-resistance state as a result of an arc discharge. When the arc goes out and the space between the contacts is deionized, but the mechanical switch goes into its high resistance Condition over. In the state of "transitional readiness" the mechanical switch is ready, from the transition from the low-resistance state to the high-resistance state by deionization. This is the case with the power sound device according to the invention achieved in that a sufficient current zero is generated, to lower the strength of the flowing current below the value at which the threshold value of the voltage for the arc discharge is not reached, this is interrupted and deionization is made possible. A silicon thyristor is in a similar state of "readiness to transition" when the Control electrode does not have the bias voltage for the conductive state. The conductive state ends then when the threshold voltage is reached. The transition from the inherently low-resistance state of the "Transition readiness" in the high-resistance state is achieved accordingly by reducing the strength of the the current flowing through the silicon thyristor to one below one due to the reverse voltage achieved a certain threshold. After that, voltage can build up on the circuit breaker. According to another way of viewing this state, the line switches can be in a standby state located in which they are from a low-resistance state to a high-resistance State can go over when suitable current and voltage conditions have occurred to a

Übergang des Schalters aus dem Bereitschaftszustand in den nichtleitenden oder hochohmigen Zustand zu bewirken.Transition of the switch from the standby state to the non-conductive or high-resistance state cause.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Leistungsschalteinrichtung rait einem Leitungszweig, der einen zur Übertragung des Betriebsstromes dienenden Leitungsschalter enthält, und einem dem Leitungszweig parallelgeschalteten Unterbrecherzweig, der einen Kondensator, eine Einrichtung zum Aufladen des Kondensators mit einer zur Betriebsspannung entgegengesetzten Spannung und in Serie zum Kondensator einen Schalter zum Erzeugen eines Stromnulls im Leitungszweig durch Entladen des Kondensators über den in einen Zustand der Unterbrechungsbereitschaft versetzten Leitungsschalter enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (46) im Zustand der Betriebsbereitschaft auf eine Spannung aufgeladen ist, die einen Bruchteil der Netzspannung beträgt, und daß der Schalter im Unterbrecherzweig (64) eine Schaltröhre (50) mit gekreuzten Feldern ist, die in ihrem nichtleitenden Zustand der Netzspannung standhält, bei anliegender Spannung einschaltbar und unter Strom abschaltbar ist wenn beim Unterbrechen der Betrag der Spannung am Kondensator (46) etwa gleich der Ladespannung ist.1. Power switching device rait a line branch, which contains a line switch serving to transmit the operating current, and a the line branch parallel-connected interrupter branch, which has a capacitor, a device for charging the capacitor with a for Operating voltage opposite voltage and a switch in series with the capacitor Generation of a current zero in the branch of the line by discharging the capacitor through the into one Contains line switch relocated to the state of readiness for interruption, characterized in that the capacitor (46) is in the state The operational readiness is charged to a voltage that is a fraction of the mains voltage is, and that the switch in the interrupter branch (64) is a switching tube (50) with crossed fields, which withstands the mains voltage in its non-conductive state, can be switched on when voltage is applied and can be switched off when current is present Interrupt the amount of voltage on the capacitor (46) is approximately equal to the charging voltage.

2. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Unterbrecherzweig (92) ein Widerstand parallel geschaltet ist.2. Power switching device according to claim 1, characterized in that a resistor is connected in parallel to the interrupter branch (92) is.

3. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsschalter (42) als mechanischer Schalter ausgebildet ist.3. Power switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the line switch (42) is designed as a mechanical switch is.

4. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsschalter als Siliziumthyristor (142) ausgebildet ist4. Power switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the line switch is designed as a silicon thyristor (142)

5. Leistungsschaltemrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kondensator (46) des Unterbrecherzweiges (64) eine Induktivität (44) in Serie geschaltet ist5. Power switching device according to one of the preceding claims, characterized in that an inductance (44) in series with the capacitor (46) of the interrupter branch (64) is switched

6. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß mindestens zwei aus je einem Leitungszweig (68; 70; 72) und einem dazu parallelgeschalteten Unterbrecherzweig (74; 76; 78) bestehende Anordnung in Serie geschaltet sind, und daß wenigstens zu der ersten Anordnung (72; 78) ein Widerstand (82) parallel geschaltet ist.6. Power switching device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two consisting of a branch line (68; 70; 72) and an interrupter branch (74; 76; 78) connected in parallel thereto Arrangement are connected in series, and that at least one of the first arrangement (72; 78) Resistor (82) is connected in parallel.

7. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Steuerung der Stärke des von der Energiequelle (14) zu dem Verbraucher (16) fließenden Stromes.7. Power switching device according to one of the preceding claims, characterized by their use to control the strength of the energy source (14) to the consumer (16) flowing stream.

8. Verfahren zum Unterbrechen des Stromflusses mittels einer Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Leitungsschalter wahlweise in einen niederohmigen Zustand, einen hochohmigen Zustand und einen Zustand der Bereitschaft zum Übergang vom niederohmigen in den hochohmigen Zustand (Übergangsbereitschaft) versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der sich im niederohmigen, den elektrischen Strom leitenden Zustand befindende Leitungsschalter (42) zunächst in den Zustand der Übergangsbereitschaft versetzt wird, daß sodann die Schaltröhre (50) mit gekreuzten Feldern in ihren leitenden Zustand versetzt wird, so daß eine Entladung des zuvor mit einer Gegenspannung aufgeladenen Kondensators (46) stattfindet und in dem Leitungsschalter (42) ein Stromnull erzwungen wird, das wiederum einen Übergang des Leitungsschalters von dem Zustand der Übergangs-8. A method for interrupting the flow of current by means of a power switching device according to a of the preceding claims, the circuit breaker of which is optionally in a low-resistance state, a high-resistance state and a state of readiness to transition from low-resistance to the high-resistance state (transitional readiness) can be moved, characterized in that the in the low-ohmic state that conducts the electrical current, line switch (42) initially is placed in the state of readiness for transition, that then the switching tube (50) with crossed Fields is placed in their conductive state, so that a discharge of the capacitor (46) previously charged with an opposing voltage takes place and in the line switch (42) a current zero is forced, which in turn a transition of the Line switch from the state of the transition

j bereitschaft in den hochohmigen Zustand zur Folge hat daß weiter der Stromfluß durch die Schaltröhre (50) hinreichend lange aufrechterhalten wird, bis der Leitungsschalter (42) der an ihm herrschenden Spannung standhalten kann, und daß schließlichj result in readiness in the high-resistance state has that the current flow through the interrupter (50) is maintained for a long enough time until the Line switch (42) can withstand the voltage present on it, and that finally durch Herbeiführen des nichtleitenden Zustandes der Schaltröhre (50) der Stromfluß durch den Unterbrecherzweig (64) beendet wird, so daß sich die Netzspannung an dem geöffneten und deionisierten Leitungsschalter (42) wieder aufbautby bringing about the non-conductive state of the switching tube (50), the current flow through the Interrupter branch (64) is terminated, so that the mains voltage builds up again at the opened and deionized line switch (42)