DE2407168A1 - POWER SWITCHING DEVICE - Google Patents

POWER SWITCHING DEVICE

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DE2407168A1
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DE
Germany
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line
switch
arrangement
voltage
current
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Pending
Application number
DE19742407168
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German (de)
Inventor
Willis F Long
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Raytheon Co
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Hughes Aircraft Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/021Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

Anmelder: Stuttgart, 11. Februar 1974- Applicant: Stuttgart, February 11, 1974-

üugiies Aircraft Company P 2827 S/nuüugiies Aircraft Company P 2827 S / nu

Gentinela Avenue andGentinela Avenue and

Teale StreetTeale Street

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

Le i st ungss c haIt e inr ic htungPERFORMANCE EQUIPMENT

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsschalteinrichtung zum Unterbrechen des in einer Leitung einer HGÜ-Anlage fließenden Stromes mit einem in dieser Leitung zwischen zwei Anschlußpunkten angeordneten Leitungsschalter und einer zum Leitungsschalter parallelgeschalteten ersten Anordnung, die in der Lage ist, den Gleichstrom zu führen und abzuschalten, die denThe invention relates to a power switching device for interrupting the one in a line HVDC system flowing current with a line switch arranged in this line between two connection points and a first arrangement which is connected in parallel to the line switch and is capable of the Direct current to lead and switch off that the

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Gleichstrom übernimmt, wenn der Leitungsschalter geöffnet wird, so daß der Leitungsschalter deionisieren kann, und die nach dem Deionisieren des Leitungsschalters den Strom abschaltet.Direct current takes over when the circuit breaker is opened, so that the circuit breaker deionize can, and which switches off the power after deionizing the line switch.

Leistungsschalter dieser Art sind aus der US-PS RE 27 557 und der US-PS 3 660 723 bekannt. Bei diesen Leistungsschalteinrichtungen wird der zu unterbrechende Strom in Widerstandszweige geleitet, die zu der Last der HGÜ-Anlage in Serie geschaltet sind.Circuit breakers of this type are known from US Pat. No. RE 27,557 and US Pat. No. 3,660,723. With these power switching devices the current to be interrupted is conducted in resistance branches that lead to the load of the HVDC system are connected in series.

Bei anderen bekannten Leistungsschalteinrichtungen wird der Strom in Widerstände geleitet, die zwischen der Übertragungsleitung und Erde angeordnet sind, wenn die zur Last führende Leitung unterbrochen wird. Beispiele für solche Leistungsschalteinrichtungen sind in den US-FSen 3 390 305, 3 4-35 288, 3 4-76 978 und 3 489 951 beschrieben. Eine solche Leistungsschalteinrichtung weist einen Leitungsschalter und zu beiden Seiten dieses Leitungsschalters jeweils eine an Erde gelegte Serienkombination von Schalter und Widerstand auf. Der Nachteil einer solchen Leistungsschalteinrichtung besteht darin,, daß die an dem Leitungsschalter anliegende Spannung gleich der Summe der Spannungsabfälle an den beiden an Masse gelegten Widerständen ist. Diese Spannung kann vermieden werden, indem der Leitungsschalter auf der Lastseite gegen Erde kurzgeschlossen ist, um die Spannung am Leitungsschalter auf der Lastseite zu vermeiden, jedoch ist eine solche Maßnahme in Hochleistungssystemen praktisch nicht anwendbar. In other known power switching devices, the current is conducted in resistors that are between the Transmission line and earth are arranged when the line leading to the load is interrupted. Examples US Pat. No. 3,390,305, 3,435,288, 3,476,978 and 3,489,951 describe such circuit breakers. Such a power switching device has a line switch and this line switch on both sides in each case a series combination of switch and resistor connected to earth. The disadvantage such a circuit breaker consists of that the voltage applied to the line switch is equal to the sum of the voltage drops across the two Grounded resistors is. This voltage can be avoided by turning the circuit breaker on the Load side is short-circuited to earth in order to avoid the voltage at the line switch on the load side, however, such a measure is not practically applicable in high performance systems.

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Für eine für viele Zwecke brauchbare Leistungsschalteinrichtung ist eine Beherrschung der an den Bauteilen entstehenden Spannungen, und zwar sowohl längs der Leitung als auch gegen Erde, erforderlich. Weiterhin sollte eine solche Leistungsschalteinrichtung in der Lage sein, einen unter Last stehenden Stromkreis zu öffnen sowie bei Auftreten eines Fehlers eine Unterbrechung herbeizuführen.For a power switching device that can be used for many purposes, it is essential to master the components resulting voltages, both along the line and to earth, required. Furthermore should such a power switching device be able to open a circuit under load and to bring about an interruption in the event of an error.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leistungsschalteinrichtung zu schaffen, die diese Forderungen optimal erfüllt.The invention is based on the object of a power switching device to create that optimally meets these requirements.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den einen Anschlußpunkt des Leistungsschalters und eine andere Leitung der HGÜ-Anlage eine zweite Anordnung geschaltet ist, die Gleichstrom einschalten, bei fließendem Strom Energie aufnehmen und den Gleichstrom wieder abschalten kann und dazu dient, die Spannung zwischen dem einen Anschlußpunkt und der anderen Leitung unter einem ersten vorbestimmten Wert zu halten, und daß zwischen den anderen Anschlußpunkt und die zweite Anordnung eine dritte Anordnung geschaltet ist, die bei sie durchfließendem Strom Energie aufnehmen und diesen Strom abschalten kann und dazu dient, die Spannung zwischen den beiden Anschlußpunkten unter einem zweiten vorbestimmten Wert zu halten.This object is achieved according to the invention in that between the one connection point of the circuit breaker and another line of the HVDC system a second arrangement is connected, which turn on direct current, absorb energy when the current is flowing and can turn off the direct current again and serves to reduce the voltage between the one connection point and the to keep the other line below a first predetermined value, and that between the other connection point and the second arrangement switched to a third arrangement that absorb energy when the current flowing through them and can switch off this current and serves to lower the voltage between the two connection points to hold a second predetermined value.

Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung kombiniert also in gewisser Weise die beiden bisherThe power switching device according to the invention thus combines the two so far in a certain way

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bekannten Arten von Leiotungsschalteinrichtungen und kann daher als Hybrid-Leistungsschalteinrichtung bezeichnet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen Hybrid-Leistungsschalteinrichtung ist dem Leitungsschalter ein überbrückungsschalter parallelgeschaltet, der es ermöglicht, den Leitungsschalter zu öffnen und zu deionisieren. Auf der Leitungsseite des Leitungsschalters und Erde ist eine Serienkombination aus einem Schalter und einem Widerstand geschaltet. Zwischen die Lastseite des Leitungsschalters und den Verbindungspunkt zwischen dem Schalter und dem Widerstand der Serienkombination auf der Leitungsseite des Schalters ist wiederum eine Serienkombination aus einem Schalter und einem Widerstand geschaltet, so dali während eines Abschaltvorganges auftretende Spannungen begrenzt werden und der Strom auf einen niederen Wert gedruckt wird.known types of Leiotungsschalteinrichtungen and can therefore be referred to as a hybrid power switching device will. In a preferred embodiment of such a hybrid power switching device is the Line switch a bypass switch connected in parallel, which enables the line switch to be closed open and deionize. On the line side of the line switch and earth is a series combination switched from a switch and a resistor. Between the load side of the line switch and the Connection point between the switch and the resistor of the series combination on the line side of the Switch is in turn a series combination of a switch and a resistor connected, so dali during voltages occurring during a shutdown process are limited and the current is printed to a lower value will.

Die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung ist in der Lage, eine normale Last abzuschalten oder bei einem Fehler zu unterbrechen. Bei allen Schaltvorgängen wird die an den Bauteilen auftretende Spannung, einschließlich der Leitungsspannung gegenüber Erde, begrenzt. Es findet jedoch kein Kurzschluß gegen Erde statt. Dabei ist die erfindungsgemäße Leistungsschalteinrichtung in der Lage, Gleichstrom großer Stärke bei hohen Spannungen zu schalten, so daß das Abschalten einer Last und ein Schutz bei Fehlern für HGÜ-Anlagen sehr hoher Leistung möglich ist.The power switching device according to the invention is shown in able to switch off a normal load or interrupt it in the event of a fault. With all switching operations the voltage appearing on the components, including the line voltage to earth, is limited. It however, there is no short circuit to earth. The power switching device according to the invention is shown in FIG able to switch direct current of great strength at high voltages, so that the disconnection of a load and protection in the event of faults for HVDC systems with very high performance is possible.

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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigenFurther details and refinements of the invention emerge from the following description of the FIG Embodiments shown in the drawing. The features to be taken from the description and the drawing can be used individually in other embodiments of the invention can be used individually or in groups in any combination. Show it

Fig. 1 das schematische Schaltbild einer HGÜ-Anlage mit einer Leistungsschalteinrichtung nach der Erfindung,Fig. 1 shows the schematic circuit diagram of an HVDC system with a power switching device according to the Invention,

Fig. 2 bis 4- Diagramme von Spannungen an verschiedenen Komponenten der Leistungsschalteinrichtung nach Fig. 1,Figs. 2 to 4 are diagrams of voltages at various Components of the circuit breaker according to Fig. 1,

Fig. 5 bis 7 Diagramme der Ströme, die verschiedene Komponenten der Leistungsschalteinrichtung nach Fig. 1 durchfließen, undFIGS. 5 to 7 are diagrams of the currents which the various components of the power switching device according to Fig. 1 flow through, and

Fig. 8 das schematische Schaltbild einer HGÜ-Anlage mit einer weiteren Ausführungsform einer Leistungsschalteinrichtung nach der Erfindung.8 shows the schematic circuit diagram of an HVDC transmission system with a further embodiment of a power switching device according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine HGÜ-Anlage 10 mit einer Energiequelle 12, die über eine Energieleitung 14 und eine Erdleitung 16 mit einer Last 19 verbunden ist. Die erfindungsgemäße Hybrid-Leistungsschalteinrichtung 18 ist in die Energieleitung 14- ein- und zugleich zwischen die Energieleitung 14- und die Erdleitung 16 zwischengeschaltet, um den Zufluß von Energie zur Last zu steuern. Eine1 shows an HVDC transmission system 10 with an energy source 12 which is connected to a load 19 via an energy line 14 and an earth line 16. The hybrid power switching device 18 according to the invention is connected in the power line 14- and at the same time between the power line 14- and the earth line 16 in order to control the flow of energy to the load. One

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HGÜ-Anlage dieser Art ist mehr im einzelnen in der US-PS 3 558 960 behandelt. Diese Patentschrift behandelt mehr im einzelnen die Energiequelle und die Last. Weiterhin zeigt diese Patentschrift, daß ein Schalten in der Übertragungsie itunf5 sowie auch in einer von der Hauptleitung abgezweigten Leitung erfolgen kann. Die Leistungsschalteinrichtung 18 ist sowohl für Schaltvorgänge in der Hauptleitung als auch in einer Zweigleitung geeignet. Weiterhin ist sie in der Lage, die Leitung unter Last abzuschalten und auch bei Auftreten eines Fehlers zu unterbrechen.HVDC transmission of this type is more detailed in the US-PS 3 558 960 treated. This patent covers more in detail the energy source and the load. Furthermore, this patent shows that switching in of the transmission itunf5 as well as in one of the Main line branched line can be made. The power switching device 18 is both for switching operations suitable in the main line as well as in a branch line. She is also able to take the lead switch off under load and also interrupt if an error occurs.

Die Leistungsschalteinrichtung 18 umfaßt einen Leitungsschalter 20, der in die Energieleitung 1A- zwischen Anschlußpunkte 1 und 2 eingeschaltet ist. Der Leitungsschalter 20 kann ein üblicher mechanischer Schalter sein, der im geschlossenen Zustand eine kleine Impedanz aufweist und im offenen Zustand den Spitzenspannungen zwischen den Anschlußpunkten 1 und 2 standhalten kann. Im Hinblick auf die Tatsache, daß dem Leitungsschalter eine Schaltröhre 22 mit gekreuzten Feldern parallelgeschaltet ist, die später mehr im einzelnen beschrieben werden wird, und an eine solche Schaltröhre eine gewisse Spannung angelegt werden muß, damit sie leitend, wird, ist es erwünscht, daß der Leitungsschalter 20 eine gewisse Bogenspannung erzeugen kann, damit der Leitungsvorgang in der Schaltröhre 22 eingeleitet werden kann. Gegenwärtig wird zum Einleiten des leitenden Zustandes eine Spannung von etwa 1 kV benötigt. Infolgedessen sollte der Leitungsschalter 20 in der LageThe power switching device 18 comprises a line switch 20 which is in the power line 1A- between Connection points 1 and 2 is switched on. The line switch 20 can be a conventional mechanical switch be, which has a small impedance in the closed state and the peak voltages in the open state between the connection points 1 and 2 can withstand. With regard to the fact that the line switch an interrupter 22 with crossed fields is connected in parallel, which will be described in more detail later will be, and a certain voltage must be applied to such an interrupter so that it is conductive, is, it is desirable that the line switch 20 can generate some arc voltage so that the Conduction process in the interrupter 22 can be initiated. Presently is used to initiate the conductive State requires a voltage of around 1 kV. As a result, the line switch 20 should be able to

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sein, eine erhebliche Bogenspannung zu erzeugen. Jeder übliche Unterbrecherschalter, der diese Eigenschaften aufweist, wie beispielsweise ein Unterbrecherschalter mit magnetischer Löschung oder mit großer Lichtbogenstrecke, ist daher für diesen Zweck geeignet. Ein anderer für diesen Zweck geeignete Schalter ist in der (nicht vorveröffentlichten) US-PS 3 750 061 beschrieben. be to create significant arc tension. Any common circuit breaker that has these properties such as an interrupter switch with magnetic quenching or with a large arc gap, is therefore suitable for this purpose. Another switch suitable for this purpose is in the U.S. Patent 3,750,061 (not prepublished).

Eine Leitung 24 wird von dem einen Verbindungspunkt 2 über einen Verbindungspunkt 6 zu einem Verbinüungspunkt 3 auf der Erdleitung 16 geführt. In gleicher Weise ist eine Leitung 26 zwischen den anderen Verbindungspunkt 1 und einen Verbindungspunkt 4 auf der Erdleitung 16 über einen weiteren Verbindungspunkt 5 geschaltet. Zwischen die Leitungen 24 und 26 ist ein Kondensator 28 geschaltet ,. der die Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs steuert, wenn der Leitungsschalter 20 oder die Schaltröhre 22 geöffnet wird. Wie bereits erwähnt, ist die Schaltröhre 22 mit gekreuzten Feldern zwischen den Leitungen 24 und 26 dem Leitungsschalter 20 parallelgeschaltet. Die Schaltröhre 22 mit gekreuzten Feldern ist ein Schaltgerät, das in der Lage ist, Gleichstrom zu übertragen und gegen eine hohe Spannung abzuschalten. Schaltröhren mit gekreuzten Feldern dieser Art sind in den US-PSen RE 27 557, 3 638 061, 3 641 384, 3 604 977, 3 558 960, 3 714 510 und 3 678 289 beschrieben. Diese Druckschriften machen deutlich, daß Schaltröhren mit gekreuzten Feldern sehr starke Gleichströme führen und gegen hohe Spannungen abschalten können.A line 24 is from the one connection point 2 via a connection point 6 to a connection point 3 performed on the earth line 16. In the same way there is a line 26 between the other connection point 1 and a connection point 4 is connected on the ground line 16 via a further connection point 5. Between the lines 24 and 26, a capacitor 28 is connected ,. which controls the rate of voltage rise when the line switch 20 or the switching tube 22 is opened. As already mentioned, the interrupter 22 is with crossed fields between the lines 24 and 26 connected in parallel to the line switch 20. The interrupter 22 with crossed fields is a switching device that is able to transmit direct current and switch it off against a high voltage. Interrupter tubes with crossed fields of this type are described in US Patents RE 27,557, 3,638,061, 3,641,384, 3,604,977, 3,558,960, 3,714,510 and 3,678,289. These Documents make it clear that interrupters with crossed fields carry very strong direct currents and can switch off against high voltages.

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Bei einer typischen Anlage kann die Energiequelle 12 in der Lage sein, bei einer normalen Leitungsspannunp; von 400 kV einen Strom von 2000 A zu liefern. Diese Werte werden im folgenden als Werte pro Einheit (per-unit) betrachtet oder kurz als 1 pu. Zum Zweck der Erläuterung werden die Werte mit 1 pu Spannungsquellen und Ausgangsströraen normiert. Die Induktivität der Anlage ist als konzentriertes Element dargestellt, und es werden keine Leitungs- oder Filtereffekte in die Betrachtung eingeführt. Die nichtlinearen Widerstände werden als ideal betrachtet. Bei einem überspannungswert k = 1,5 werden die nichtlinearen Widerstände in der Spannungsanalyse als 1,5 pu-Gleichspannungsquellen betrachtet. In a typical installation, the power source 12 may be capable of operating at normal line voltage; from 400 kV to deliver a current of 2000 A. These values are in the following as values per unit (per-unit) considered or briefly as 1 pu. For the purpose of explanation, the values are given with 1 pu voltage sources and Output currents normalized. The inductance of the plant is shown as a lumped element, and there will be no line or filter effects in the consideration introduced. The non-linear resistances are considered ideal. At an overvoltage value k = 1.5 are the non-linear resistances in the Voltage analysis considered as 1.5 pu DC voltage sources.

Zum Zweck der Erläuterung wird 1,5 pu als maximale Überspannung gewählt. Bei modernen Energieübertragungsanlagen wird ein Überlastungsfaktor k = 1,7 häufig angetroffen. Für die Zwecke der Erläuterung ist jedoch ein Wert k = 1,5 angenommen worden. Wenn die Einrichtung für einen anderen Überspannungsfaktor bestimmt ist, müßte natürlich dieser Faktor bei der Auslegung der Leistungsschalteinrichtung für dieses System benutzt werden.For the purpose of explanation, 1.5 pu is chosen as the maximum overvoltage. In modern energy transmission systems, an overload factor k = 1.7 is often encountered. For the purposes of explanation, however, a value k = 1.5 has been assumed. When the establishment is intended for a different overvoltage factor, this factor would of course have to be used in the design the circuit breaker for this system.

Moderne nichtlineare Widerstände sind Komponenten, die nicht dem Ohmschen Gesetz gehorchen, sondern deren Widerstandswert von der Stromstärke abhängt. Im vorliegenden Fall ist ein großer Widerstand bei niedrigem Strom und ein kleiner Widerstand bei hohem Strom Modern non-linear resistors are components that do not obey Ohm's law, but whose resistance value depends on the strength of the current. In the present case, a large resistance is when the current is low and a small resistance is when the current is high

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erwünscht. Ein idealer nichtlinearer Widerstand würde beim Strom O einen unendlich großen Widerstand aufweisen, Jedoch durchschlagen und zu leiten beginnen, wenn seine Durchschlagspannung erreicht worden ist. Moderne nichtlineare Widerstände bestehen aus Siliciumcarbid und erreichen nicht das ideale Verhalten. Die Behandlung der vorliegenden Leistungsschalteinrichtung unter der Annahme idealer Widerstände vereinfacht jedoch die Beschreibung. Die Spannungs- und Stromkurven würden weniger ideal verlaufen, wenn die Eigenschaften realer nichtlinearer Widerstände berücksichtigt würden.he wishes. An ideal non-linear resistance would have an infinitely large resistance for the current O, However, breakdown and start conducting when its breakdown voltage has been reached. Modern non-linear resistors consist of silicon carbide and do not achieve the ideal behavior. The treatment However, the present power switching device, assuming ideal resistances, simplifies the Description. The voltage and current curves would be less ideal if the properties were more real non-linear resistances would be taken into account.

Während eines Abschaltvorgangs wird der Strom von dem Leitungsschalter 20 auf die Schaltröhre 22 übertragen, indem der Leitungsschalter 20 geöffnet wird, nachdem die Schaltröhre 22 in Leitungsbereitschaft versetzt worden ist. Nachdem der Leitungsschalter 20 geöffnet und deionisiert ist, wird die Schaltröhre 22 abgeschaltet. Wenn in der Anlage zu viel Energie gespeichert ist, um ein einfaches Abschalten zu ermöglichen, kann der Schaltröhre 22 eine ochaltungsanordnung parallelgeschaltet sein, die aus einer Serienkombination einer weiteren Schaltröhre mit gekreuzten Feldern und einem Energie absorbierenden Widerstand, vorzugsweise mit nichtlinearer Charakteristik, besteht. Sine solche Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt. In diesem Fall wird, wenn die Schaltröhre 22 mit gekreuzten Feldern geöffnet wird, die Energie dadurch reduziert, daß der Strom durch den Energie absorbierenden Widerstand geleitet wird. Solche zusätzliche Energie absorbierenden ZweigeDuring a shutdown process, the current is transferred from the line switch 20 to the interrupter 22, by opening the line switch 20 after the switching tube 22 is put into line readiness has been. After the line switch 20 is opened and deionized, the interrupter 22 is switched off. If too much energy is stored in the system to allow easy shutdown, this can happen the interrupter 22 be a circuit arrangement connected in parallel, which consists of a series combination of a further interrupter with crossed fields and an energy absorbing resistor, preferably with non-linear characteristic. Such an arrangement is shown in FIG. In this case, when the interrupter 22 with crossed fields is opened, the energy is reduced by the current is passed through the energy absorbing resistor. Such additional energy absorbing branches

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sind in den US-PSen RE 27 557 und 3 660 723 behandelt.are dealt with in U.S. Patents RE 27,557 and 3,660,723.

In Serie in die Leitung 24 zwischen den Anschlußpunkten 2 und 3 sind eine Schaltröhre 30 mit gekreuzten Feldern, ein Widerstand 32, der als nichtlinearer Widerstand dargestellt ist, und ein Schalter 3^ geschaltet. In gleicher Weise sind in die Leitung 26 zwischen den Anschlußpunkten 1 und 4 in Serie eine Schaltröhre 36 mit gekreuzten Feldern, ein Widerstand 38» der als nichtlinearer Widerstand dargestellt ist, und ein Schalter 40 geschaltet. Den Schaltröhren 30 und 36 sind Kondensatoren 4-2 und 44 parallelgeschaltet, die die zeitliche Änderung der Spannung an den Schaltröhren mit gekreuzten Feldern steuern. Ein Widerstand 46, der wiederum als nichtlinearer Widerstand dargestellt ist, verbindet die Leitungen 24 und 26 zwischen Anschlußpunkten 5 undIn series in the line 24 between the connection points 2 and 3 are a switching tube 30 with crossed fields, a resistor 32, which is shown as a non-linear resistor, and a switch 3 ^ switched. In in the same way, a switching tube 36 is in the line 26 between the connection points 1 and 4 in series crossed fields, a resistor 38 », which is shown as a non-linear resistor, and a switch 40 switched. The interrupters 30 and 36 are capacitors 4-2 and 44 connected in parallel, showing the change in voltage over time on the switching tubes with crossed Control fields. A resistor 46, again shown as a non-linear resistor, connects lines 24 and 26 between connection points 5 and

Die Schaltröhren 30 und 36 sind mit der Schaltröhre 22 identisch, während die Schalter 34- und 40 mit dem Leitungsschalter 20 identisch sein können. Die Anforderungen an die Schalter 34 und 40 weichen jedoch etwas von den Anforderungen an den Leitungsschalter 20 ab, so daß sie einen anderen Aufbau haben können. Schaltröhren mit gekreuzten Feldern, wie die Schaltröhren 30 und 36, können nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht zuverlässig im richtigen Arbeitszustand einschalten, wenn zuerst an sie eine Spannung angelegt wird. Wenn beispielsweise der Schalter 3^ in der Leistungsschalteinrichtung nach Fig. 1 fehlen würde, könnte die Schaltröhre 30 nicht unmittelbar zwischen die Energie-The switching tubes 30 and 36 are identical to the switching tube 22, while the switches 34 and 40 with the line switch 20 can be identical. However, the requirements for switches 34 and 40 differ somewhat the requirements of the line switch 20, so that they can have a different structure. Interrupters with Crossed fields, such as the interrupters 30 and 36, can not according to the current state of the art reliably switch on in the correct working state when a voltage is first applied to them. if for example, the switch 3 ^ in the power switching device would be missing according to Fig. 1, the interrupter 30 could not be directly between the energy

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leitung 14 und die Erdleitung 16 geschaltet werden. Infolgedessen würde die gesamte 1 pu an der Schaltröhre anliegen. Wenn der Versuch gemacht würde, die Schaltröhre 30 unter diesen Umständen einzuschalten, könnte eine Lichtbogenentladung statt einer Glimmentladung entstehen, so daß die Röhre nicht mehr abschaltbar wäre. Aus diesem Grunde halten bei dem gegenwärtigen Stand der Entwicklung dieser Schaltröhren die Schalter 34 und 40 die Spannungsquelleη von den Röhren 30 und fern, bis deren Leitung erwünscht ist.Line 14 and the ground line 16 are switched. Consequently the entire 1 pu would be on the interrupter. If an attempt were made, the interrupter Turning on 30 under these circumstances could be an arc discharge rather than a glow discharge arise so that the tube could no longer be switched off. For this reason, stick with the present one State of the development of these switching tubes, the switches 34 and 40, the voltage source η of the tubes 30 and remote until their management is desired.

Fig. 2 veranschaulicht die Spannung zwischen den Anschlußpunkten 1 und 2 während der Zeit des Abschaltens. Fig. 3 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der Spannung zwischen den Anschlulipunkten 2 und 3. Fig. 4 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf der Spannung zwischen den Punkten 1 und 4. Bezüglich Fig. 4 sei darauf hingewiesen, daß der Anschlußpunkt 3 das gleiche Potential hat wie der Anschluiipunkt 4, weshalb in Fig. 4 die dort dargestellte Spannung als Spannung zwischen den Anschlußpunkten 1 und 3 bezeichnet ist. Da die Summe der Spannungen längs der Schleife zwischen den Anschlußpunkten 1, 2, 3, 4 und 1 den Betrag 0 ergeben muß, ist die Spannung zwischen den Punkten 1 und 3 (Fig. 4) gleich der Differenz zwischen den in den Fig. 3 und 2 dargestellten Spannungen.Fig. 2 illustrates the voltage between terminals 1 and 2 during the time of shutdown. FIG. 3 illustrates the time profile of the voltage between connection points 2 and 3. FIG. 4 illustrates the time course of the voltage between points 1 and 4. Referring to FIG. 4, consider this pointed out that the connection point 3 has the same potential as the connection point 4, which is why in Fig. 4 the The voltage shown there is designated as the voltage between the connection points 1 and 3. Because the sum of the voltages along the loop between the connection points 1, 2, 3, 4 and 1 result in the amount 0 must, the voltage between points 1 and 3 (Fig. 4) is equal to the difference between those shown in Figs. 3 and 2 shown voltages.

Um die Wirkungsweise der Leistungsschalteinrichtung zu veranschaulichen, sei angenommen, daß der Leistungsschalter 20 geschlossen ist und von einem normalenIn order to illustrate the operation of the circuit breaker, it is assumed that the circuit breaker 20 is closed and from a normal

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Strom der Stärke 1 pu durchflossen wird, während an der Last die Spannung 1 pu abfällt. Es handelt sich also um den normalen Zustand, und es wird nun ein Abschalten der Last bei diesem Zustand veranschaulicht, im Gegensatz zum Abschalten unter einer Fehlerbedingung. Während der normalen Stromübertragung ist der Spannungsabfall am Leitungsschalter 20 zwischen den Anschlußpunkten 1 und 2, wie es Fig. 2 zeigt, gleich O, während zwischen den Anschlußpunkten 2 und 3 und auch 1 und eine Spannung 1 pu herrscht. Es ist ersichtlich, daß die Spannung gemäß Fig. 3 minus der Spannung gemäß Fig. 2 gleich der Spannung gemäß Fig. 4 ist. Zur Zeit t , dem Beginn der Lastabschaltung, sind die Schalter 3^ und 40 offen, und es liegt an den Schaltröhren 22, und 36 keine Spannung an. Die Schaltröhren sind jedoch in einen solchen Zustand gebracht, daß sie zu leiten beginnen, sobald eine genügend hohe Spannung angelegt wird. Zur Zeit t wird der Leitungsschalter 20 geöffnet und der Leitungsstrom auf die Schaltröhre 22 übertragen. Der Spannungsabfall an gegenwärtig bekannten Schaltröhren mit gekreuzten Feldern beträft etwa 500 V. Dieser Wert ist in den idealisierten Kurven der Fig. bis 4 nicht sichtbar. In der Zeit von t bis t,- wird der Leitungsschalter 20 geöffnet und deionisiert, so daß er der Nennspannung von 1,5 pu standhalten kann.Current of strength 1 pu flows through it, while the voltage 1 pu drops across the load. So it is about the normal state, and a disconnection of the load in this state is now illustrated, in contrast to shutdown under an error condition. During normal power transmission there is a voltage drop at the line switch 20 between the connection points 1 and 2, as shown in FIG. 2, equal to 0, while between the connection points 2 and 3 and also 1 and a voltage 1 pu prevails. It can be seen that the voltage of FIG. 3 minus the voltage of FIG. 2 is equal to the voltage of FIG. At the time t, the beginning of the load disconnection, the switches 3 ^ and 40 open, and there is no voltage on the interrupters 22 and 36. The interrupters are however brought into such a state that they begin to conduct as soon as a sufficiently high voltage is applied will. At time t, the line switch 20 is opened and the line current is transmitted to the switching tube 22. The voltage drop on currently known interrupters with crossed fields is about 500 V. This value is not visible in the idealized curves in FIGS. In the time from t to t, - becomes the line switch 20 is opened and deionized so that it can withstand the nominal voltage of 1.5 pu.

Zur Zeit t^ werden gleichzeitig die Schalter 3^ und geschlossen und die Schaltröhre 22 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet. Die Schaltröhren 30 und 36 können auch während der Zeit von tQ bis t^ in LeitungsbereitschaftAt the time t ^ the switches 3 ^ and are closed at the same time and the switching tube 22 with crossed fields is switched off. The interrupters 30 and 36 can also be in line readiness during the time from t Q to t ^

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versetzt werden, so da.i sie leitend werden, wenn die Schalter 34- und 4-0 geschlossen werden. Die opannun·; an der Leistungsschalteinrichtung steigt in der Zeit von ty, bis tp, wie es Fig. 2 zeigt, mit einer Geschwindigkeit an, die durch den die Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs begrenzenden Kondensator 28 bestimmt ist. Unter der Annahme, daß ideale nichtlineare Widerstünde nicht leiten, bis die Spannung den «Vert 1,5 pu erreicht hat, ist der Spannungsanstieg zwischen den Zeiten t,, und tp von 0 bis 1,0 pu gemäß Fig. 2 durch die Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs an den zur Begrenzung des Spannungsanstiegs vorgesehenen Kondensatoren bestimmt, wie es oben beschrieben wurde. Die Kondensatoren müssen den Strom aufnehmen, der durch die Schaltröhren floß, bis die Widerstände zu leiten beginnen. Der Leitungsstrom bleibt während dieser kurzen Zeitspanne, die weniger als 1 ms beträgt, konstant.so that they become conductive when switches 34- and 4-0 are closed. The opannun ·; at the power switching device increases in the time from ty to tp, as FIG. 2 shows, at a speed which is determined by the capacitor 28 which limits the speed of the voltage increase. Assuming that ideal non-linear resistances do not conduct until the voltage has reached the Vert 1.5 pu, the voltage increase between times t 1 and tp is from 0 to 1.0 pu according to FIG. 2 by the speed of the Voltage rise determined on the capacitors provided for limiting the voltage rise, as described above. The capacitors must absorb the current that flowed through the interrupters until the resistors begin to conduct. The line current remains constant during this short period of time, which is less than 1 ms.

Wenn die Spannung zwischen den Anschlußpunkten 2 und 3 zur Zeit tp den Wert 1,5 pu erreicht, wie es Fig. 3 zeigt, wird die Spannung zwischen diesen Punkten bei 1,5 pu festgeklemmt, um die Spannung zwischen der Bnergieleitung 14 und der Erdleitung 16 auf eine Maximalspannung zu begrenzen. Infolgedessen wird die Isolation zwischen den Leitungen nichb überlastet. Wenn die Spannung zwischen den Anschlußpunkten 2 und 1 ansteigt, wird diese Spannung von dem Widerstand 4-6 aufgenommen, der zur Zeit t, zu leiten beginnt, um die Spannung zwischen den Punkten 2 und 1 auf dem Wert 1,5 pu festzuklemmen, wie es Fig. 1 zeigt. Infolge der Spannungs-When the voltage between connection points 2 and 3 reaches the value 1.5 pu at time tp, as shown in FIG. 3 shows the voltage between these points is clamped at 1.5 pu to reduce the voltage between the Bnergieleline 14 and the earth line 16 to a maximum voltage to limit. As a result, the insulation between the lines is not overloaded. If the Voltage between the connection points 2 and 1 increases, this voltage is taken up by the resistor 4-6, which at time t, begins to conduct to the tension between to clamp points 2 and 1 to the value 1.5 pu, as shown in FIG. As a result of the tension

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subtraktion vermindert sich die Spannung am Widei^stand 38 zwischen den Anschlulipunkten 1 und 3 auf O, so daii der Widerstand 38 niemals .zu leiten beginnt. Der Schalter 40 könnte daher auch offengelassen worden sein. Beim bisher beschriebenen Abschalten der Last wäre also der Zweig zwischen den Anschlulipunkten 4 und 5 nicht erforderlich. Dieser Zweig wird jedoch benötigt, wenn die Leistungsschalteinrichtung in umgekehrter Richtung arbeitet, wenn also Energiequelle und Last vertauscht sind und es erforderlich ist, die in den Reaktanzen gespeicherten Energien sowohl der Energieleitung als auch der Last von der Energiequelle zu trennen. In diesem Fall wird die Spannung zwischen den Anschlulipunkten 1 und 2 und getrennt zwischen den Anschlußpunkten 1 und 4 auf einen Wert von 1,5 pu begrenzt, um die beim Abschalten auftretende Maximalspannung zu begrenzen.subtraction reduces the voltage at the stand 38 between connection points 1 and 3 on O, so daii resistance 38 never begins to conduct. The desk 40 could therefore also have been left open. When switching off the load as described so far, it would be the branch between connection points 4 and 5 is not required. However, this branch is required when the power switching device works in the opposite direction, i.e. when the energy source and load are interchanged are and it is necessary to use the energies stored in the reactances of both the energy conduction and to disconnect the load from the energy source. In this case the voltage between the connection points is 1 and 2 and separately between the connection points 1 and 4 are limited to a value of 1.5 pu, around that when switching off to limit occurring maximum voltage.

Bei diesen Spannungen wird die Stärke des Stromes vom Ausgangswert 1 pu vermindert, wie es die Fig. 5» 6 und 7 zeigen. Der in der Schleife von der Energiequelle 12 über die Energieleitung 14, die Anschlulipunkte 2, 6 und 3 und dann zurück zur Energiequelle fließende Strom wird mit Ix, bezeichnet und ist in Fig. 5 dargestellt. Der Strom, der in der Schleife fließt, welche die Last 19 und die Anschlußpunkte 4, 3, 6, 5 und 1 umfaßt, ist als Strom Ip in Fig. 6 veranschaulicht. Zum Zwecke der Analyse wird sowohl die Energiequelle 12 als auch die Last 19 als Spannungsquelle mit der Nennspannung 1,0 pu betrachtet. Wie oben angegeben, werden die Induktivitäten des Systems als konzentrierte Elemente betrachtetAt these voltages, the strength of the current is reduced from the initial value 1 pu, as shown in FIGS. 5, 6 and 7. The current flowing in the loop from the energy source 12 via the energy line 14, the connection points 2, 6 and 3 and then back to the energy source is denoted by I x and is shown in FIG. 5. The current flowing in the loop comprising load 19 and connection points 4, 3, 6, 5 and 1 is illustrated as current Ip in FIG. For the purposes of the analysis, both the energy source 12 and the load 19 are considered as a voltage source with the nominal voltage 1.0 pu. As stated above, the inductances of the system are considered to be lumped elements

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und keine Leitungs- oder Filtereffekte berücksichtigt. Die nichtlinearen Widerstände werden als ideal betrachtet und als Quellen einer Gleichspannung von 1,5 pu behandelt. Wenn die in Fig. 1 linke Schleife betrachtet wird, ist ersichtlich, daß an der Induktivität 46 eine Spannung 0,5 pu. anliegt, 30 dan der otrom mit einer Geschwindigkeit von 0,5 pu pro Zeiteinheit abnehmen wird, wie es Fig. 5 zeigt, in der das Zeitintervall zwischen t* und t^ die Zeiteinheit bildet. Beim Durchlaufen der in Fig. 1 rechten Schleife für den Strom I~ ist ersichtlich, daß die Spannung der Last 19 algebraisch zu den äquivalenten Spannungen der nichtlinearen Widerstände 32 und 46 addiert wird, so dau eine Spannung von 1 pu an der Induktivität 48 anlieft und der Abfall des Stromes 1,0 pu pro Zeiteinheit beträgt. Infolgedessen fällt der Strom in dieser Schleife bis zur Zeit t^ auf den Wert O ab.and no line or filter effects are taken into account. The non-linear resistances are considered ideal and treated as sources of a DC voltage of 1.5 pu. If the left loop in FIG. 1 is viewed, it can be seen that there is a Voltage 0.5 pu. is applied, 30 dan the otrom with a speed of 0.5 pu per unit time, as shown in FIG. 5, in which the time interval between t * and t ^ form the unit of time. When going through the in Fig. 1 right loop for the current I ~ can be seen that the voltage of the load 19 is algebraic to the equivalent voltages of the non-linear resistances 32 and 46 are added, a voltage of 1 pu is applied to inductance 48 and the drop in current is 1.0 pu per unit of time. Consequently the current falls in this loop up to time t ^ the value O.

Der den Widerstand 32 durchfließende Strom ist gleich der Differenz zwischen den Strömen I^ und Ip. Wie Fig. 7 zeigt, nimmt der Strom vom Wert 0 zur Zeit t^ bis zum Wert 0,5 pu zur Zeit t^ zu. Dann fällt er während der nächsten Zeiteinheit, die zur Zeit tj- endet, auf den Wert 0 ab. Die Fig. 6 und 7 zeigen, dali die von den Widerständen 32 und 46 bei diesem Beispiel absorbierten Energien gleich sind.The current flowing through resistor 32 is the same the difference between the currents I ^ and Ip. As Fig. 7 shows, the current increases from the value 0 at time t ^ to the value 0.5 pu at time t ^. Then he falls during the next time unit, which ends at time tj- the value 0. 6 and 7 show that the absorbed by the resistors 32 and 46 in this example Energies are the same.

Zusätzliche Betrachtungen, die angestellt werden müssen, um die vorstehende Analyse der idealen Schaltungsanordnung zu einer realen Schaltungsanordnung in Additional considerations that have to be made in order to convert the above analysis of the ideal circuit arrangement into a real circuit arrangement in

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Beziehung zu setzen, haben zu berücksichtigen, daß ein Siliciumcarbid-Widerstand nicht ein idealer nichtlinearer Widerstand ist. Die Abweichungen vom Idealzustand erfordern die Anwendung von Kondensatoren zur Aufnahme von Überströmen. Ein geeigneter Ort für einen solchen Kondensator ist zwischen den Leitungen 24 und 26, wo sich der Kondensator 28 befindet. Daher sollte der Kondensator 28 so berechnet sein, daß er Kapazität zur Aufnahme von überströmen aufweist. Weiterhin würde in einer realen Schaltungsanordnung, in der die Energiequelle 12 ein Gleichrichter und die Last 19 ein Wechselrichter ist, die Systemsteuerung die tatsächlichen Spannungen beeinflussen. Beispielsweise würde die Wechselrichtersteuerung die Wechselrichterspannung zeitlich vermindern, so daß der Strom Ip eine längere Zeit fließen würde.To put relationship, have to take into account that one Silicon carbide resistor is not an ideal nonlinear resistor. The deviations from the ideal require the use of capacitors to absorb overcurrents. A suitable place for one Capacitor is between lines 24 and 26 where capacitor 28 is located. Hence the capacitor should 28 be calculated so that it has capacity to absorb overcurrents. Furthermore, in a real circuit arrangement in which the energy source 12 is a rectifier and the load 19 is an inverter is, the control panel will affect the actual voltages. For example, the inverter control would reduce the inverter voltage over time so that the current Ip flows for a longer period of time would.

Endlich wird der Abschaltvorgang beendet, indem die Schaltröhren 30 und 36 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet werden. Gleichzeitig oder kurze Zeit zuvor werden die Schalter 34 und A-O geöffnet, so daß durch das Abschalten der entsprechenden Schaltröhren die Lichtbogen in den Schaltern 34- und 40 gelöscht werden. Bei den Schaltern 34 und 40 kann es sich um getriggerte Vakuumstrecken anstatt um mechanische Schalter handeln.The switch-off process is finally ended by the switching tubes 30 and 36 with crossed fields being switched off will. Simultaneously or a short time before, the switches 34 and A-O are opened, so that through switching off the corresponding interrupters, the arcs in switches 34 and 40 are extinguished. The switches 34 and 40 can be triggered Vacuum sections instead of mechanical switches.

Beim Beheben einer Störung ist die Aufgabe der Leistungsschalteinrichtung nicht so schwierig wie beim Abschalten der Last, weil die Spannung zwischen den Leitungen 14 und 16 einen verminderten Wert hat. StattdessenThe power switchgear is responsible for rectifying a fault not as difficult as turning off the load because of the voltage between the lines 14 and 16 has a reduced value. Instead of this

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muli ein Strom, dessen Stärke größer ist als 1 pu, unterbrochen und auf 0 vermindert werden, ohne daß die Spannung 1,5 pu an irgendeiner Stelle der Leistun^sschalteinrichtung überschritten wird. Bei einem Fehler rechts von der Leistungsschalteinrichtung und einer Spannung zwischen den Anschlußstellen 2 und 5 nahe O hat der Beginn eines Abschaltvorgangs durch die Leistungsschalteinrichtung einen Spannungsanstieg zur Folge. Wenn die Spannung 1,5 pu erreicht, wird sie in der oben beschriebenen Weise festgeklemmt. In gleicher Weise bewirken die Leitungs- und Lastreaktanzen einen Spannungsanstieg in der rechten Seite der Leistungsschalteinrichtung, wenn der Strom reduziert wird. Auch hier ist wieder die Spannung zwischen den Punkten 1 und 2 auf 1,5 pu begrenzt, so daß keine Überspannungen auftreten können.muli a current whose strength is greater than 1 pu is interrupted and reduced to 0 without the voltage 1.5 pu at any point in the power switching device is exceeded. In the event of a fault to the right of the circuit breaker and one Voltage between connection points 2 and 5 close to zero the start of a disconnection process by the power switching device leads to a voltage increase Episode. When the voltage reaches 1.5 pu, it is clamped in the manner described above. In the same In this way, the line and load reactances cause a voltage rise in the right-hand side of the power switchgear, when the current is reduced. Again, there is tension between points 1 and 2 limited to 1.5 pu so that no overvoltages can occur.

Fig. 8 veranschaulicht eine Leistungsschalteinrichtung 50, die zwischen eine Energiequelle 52 und eine Last 5^ geschaltet ist. Die Verbindung erfolgt mittels einer Energieleitung 56 und einer Erdleitung 58. Es ist ersichtlich, daß die Leistungsschalteinrichtung 50, abgesehen von einigen Einzelheiten, mit der Leistungsschaltung 18 nach Fig. 1 identisch ist. So werden anstelle der Schalter 34- und 40 bei der Leistungsschalteinrichtung 50 Funkenstrecken 60 und 62 verwendet. Es handelt sich um Präzisions-Funkenstrecken, die durchschlagen und leiten, wenn eine genau vorbestimmte Spannung erreicht wird. Eine geeignete Funkenstrecke ist in einem Aufsatz von Joseph C. Osterhout: "Separation of GapFig. 8 illustrates a power switching device 50 between an energy source 52 and a load 5 ^ is switched. The connection is made by means of a power line 56 and a ground line 58. It can be seen that the power switching device 50, apart from a few details, with the power switching 18 of FIG. 1 is identical. So instead of the switches 34- and 40 in the power switching device 50 spark gaps 60 and 62 are used. These are precision spark gaps that break through and conduct when a precisely predetermined voltage is reached. A suitable spark gap is in one Essay by Joseph C. Osterhout: "Separation of Gap

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Functions - A New Concept in Station Glass Lighting Arrestor Design" in IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Band PA3-91, Nr. 5, 1972, Seiten 2104 bis 2112, beschrieben. Dieser Aufsatz behandelt unter Druck stehende, vorionisierte Funkeristrecken, die reproduzierbar bei einer genau bestimmten Spannung durchschla^- gen. In der Leistungsschalteinrichtung 50 hält die Funkenstrecke 60 einer Spannung stand und verhindert eine Stromleitung durch diesen Zweig, bis die Spannung ausreichend über 1 pu, beispielsweise auf 1,5 pu, angestiegen ist, worauf dann die Funkenstrecke durchschlägt und leitet. Nach dem Einsetzen der Stromleitung wird der Spannungsabfall an diesem Zweig durch den nichtlinearen Widerstand bestimmt, der zu der leitenden Funkenstrecke in Serie geschaltet ist. Die Stromleitung hält an, bis die in diesem Zweig angeordnete Schaltröhre 76 mit gekreuzten Feldern abgeschaltet wird. Daraufhin kann die Funkenstrecke 60 ihre Spannungsfestigkeit wieder erlangen.Functions - A New Concept in Station Glass Lighting Arrestor Design "in IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Volume PA3-91, No. 5, 1972, pages 2104 bis 2112. This paper deals with pressurized, pre-ionized radio operator lines that are reproducible breakdown at a precisely determined voltage. The spark gap holds in the power switching device 50 60 stood at a voltage and prevented a current conduction through this branch until the voltage was sufficient has risen above 1 pu, for example to 1.5 pu, whereupon the spark gap breaks down and directs. After the onset of the power line, the voltage drop on this branch will be due to the non-linear Resistance determined, which is connected in series to the conductive spark gap. The power line stops until the interrupter 76 arranged in this branch with crossed fields is switched off. Thereupon the spark gap 60 can regain its dielectric strength.

Sin weiterer Unterschied im Aufbau der Leistungsschalteinrichtung nach Fig. 8 zur Leistungsschalteinrichtung nach Fig. 1 liegt in den zusätzlichen Impedanzzweigen, die dazu dienen, Energie aufzunehmen, bevor der Le itungsstrom durch den Widerstand 64 geleitet wird, der dem Widerstand 46 nach Fig. 1 entspricht. Es sind in Fig. 8 zwei zusätzliche Zweige mit je einer Schaltröhre 66 bzw. 70 mit gekreuzten Feldern und je einem dazu in Serie geschalteten Widerstand 68 bzw. 72 dargestellt. Die Zweige mit der Schaltröhre 66 bzw. 70 und den inAnother difference in the structure of the power switching device according to FIG. 8 to the power switching device according to Fig. 1 is in the additional impedance branches, which serve to absorb energy before the line current is passed through resistor 64, which corresponds to resistor 46 of FIG. There are in 8 shows two additional branches, each with a switching tube 66 or 70 with crossed fields and one for each in Series connected resistor 68 and 72, respectively, are shown. The branches with the interrupter 66 or 70 and the in

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2Λ071682Λ07168

Serie geschalteten Widerständen 68 bzw. 72 sind jeweils dem Widerstand 64- parallelgeschaltet. Die von diesen Zweigen gebildeten Impedunzstufen werden nacheinander abgeschaltet, um fortschreitend die Impedanz zu erhöhen und den Leitungsstrom durch den Widerstand 64- zu leiten. In den meisten Fällen wird voraussichtlich nur eine solcher Zwischenstufen benötigt. Trotzdem sind bei der Leistungsschaltcinrichtung nach Fig. 8 zwei solcher Stufen als Beispiel dargestellt.Series connected resistors 68 and 72 are respectively the resistor 64- connected in parallel. The impedance levels formed by these branches become one after the other switched off in order to gradually increase the impedance and pass the conduction current through resistor 64-. In most cases, only one such intermediate stage is likely to be required. Still are in the power switching device according to FIG. 8, two such stages are shown as an example.

Als weitere Alternative könnten anstelle der in Fig. ö dargestellten Funkenstrecken 60 und 62 getriggerte Vakuumstrecken benutzt werden. Eine getriggerte Vakuumstrecke brauchte nicht genau bei einer vorgegebenen Spannung durchzuschlagen, sondern es würde stattdessen der leitende Zustand in der Vakuumstrecke durch geeignete Spannungssensoren ausgelöst. Es würde dann die Vakuumstrecke bei einem geeigneten Zustand der Leistungsschalteinrichtung zu leiten beginnen. Eine geeignete Vakuumstrecke ist in der US-PS 3 290 54-2 behandelt. As a further alternative, instead of the one shown in FIG illustrated spark gaps 60 and 62 triggered vacuum gaps can be used. A triggered vacuum path did not need to break through at exactly a given voltage; it would instead the conductive state in the vacuum path is triggered by suitable voltage sensors. It would then be the Start conducting the vacuum path when the circuit breaker is in a suitable state. A suitable one Vacuum path is dealt with in US Pat. No. 3,290,54-2.

Als weitere Alternative könnte anstelle einer Serienschaltung aus einer Vorrichtung zum Einschalten, wie dem Schalter 34- oder der Funkenstrecke 60, einem Widerstand wie dem nichtlinearen Widerstand 32 oder 74-, und einer Abschalteinrichtung, wie einer Schaltröhre 30 oder 76 mit gekreuzten Feldern, eine einzige Einheit benutzt werden, welche diese Funktionen ausführt. Beispielsweise könnte eine Blitzschutzeinrichtung fürAs a further alternative, instead of a series connection, a device for switching on, such as the switch 34- or the spark gap 60, a resistor such as the non-linear resistor 32 or 74-, and a disconnection device, such as an interrupter 30 or 76 with crossed fields, a single unit which performs these functions. For example, a lightning protection device for

.A.A

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2^071682 ^ 07168

einen solchen Zweck ausgebildet werden. Gegenwärtig bekannte Blitzschutzeinrichtungen sind nicht in der Lage, für den vorliegenden Zweck ausreichend Energie zu absorbieren. Weiterhin führen sie nicht zu einer zuverlässigen Isolation, wenn der Strom abgeschaltet wird. Daher sind die bisher bekannten Blitzschutzeinrichtungen für die Verwendung von solchen Leistungsschalteinrichtungen noch nicht völlig geeignet. Es ist jedoch vorstellbar, daß eine weitere Entwicklung zu Blitzschutzeinrichtungen führt, die ein genaues Einschalten, eine ausreichende Energieabsorption sowie eine Isolation bei geeigneter Spannung und eine geeignete Wiedergewinnung der Spannungsfestigkeit nach Abschalten des Stromes aufweisen.designed for such a purpose. Currently known Lightning protection devices are not able to absorb sufficient energy for the present purpose. Furthermore, they do not provide reliable insulation when the power is switched off. Therefore, the previously known lightning protection devices for the use of such power switching devices not yet fully suitable. However, it is conceivable that a further development towards lightning protection devices leads to an accurate switch-on, adequate energy absorption, as well as insulation at suitable voltage and suitable recovery the dielectric strength after switching off the current.

Die vorliegende Erfindung wurde an Hand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich, daß sie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern demgegenüber zahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne den durch die folgenden Ansprüche gesteckten Rahmen der Erfindung zu verlassen.The present invention has been described on the basis of preferred embodiments. It goes without saying that it is not restricted to these embodiments, but rather numerous modifications are possible without departing from the scope of the invention set by the following claims.

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Claims (8)

- ΖΛ -- ΖΛ - PatentansprücheClaims { 1.lLeistungsschalteinrichtung zum Unterbrechen des in \~ ,S pjjnp.r Leitung einer HGÜ-Anlage fließenden Stromes mit einem in dieser Leitung zwischen zwei Anschluiipunkten angeordneten Leitungsschalter und einer zum Leitungsschalter parallelgeschalteten ersten Anordnung, die in der Lage ist, den Gleichstrom zu führen und abzuschalten, die den Gleichstrom übernimmt, wenn der Leitungsschalter geöffnet wird, so daß der Leitungsschalter deionisieren kann, und die nach dem Deionisieren des Leitungsschalters den Strom abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einen Anschlußpunkt (2) des Leitungsschalters (20) und eine andere Leitung (16) der HGÜ-Anlage eine zweite Anordnung (30, 32, 3^) geschaltet ist, die Gleichstrom einschalten, bei fließendem Strom Energie aufnehmen und den Gleichstrom wiedex- abschalten kann und dazu dient, die Spannung zwischen dem einen Anschlußpunkt (2) und der anderen Leitung (16) unter einem ersten vorbestimmten Wert zu halten, und daß zwischen den anderen Anschlußpunkt (1) und die zweite Anordnung (30, 32, 3*0 eine dritte Anordnung (36, 46) geschaltet ist, die bei sie durchfließendem Strom Energie aufnehmen und diesen Strom abschalten kann und die dazu dient, die Spannung zwischen den beiden Anschlußpunkten (1 und 2) unter einem zweiten vorbestimmten Wert zu halten. {1.lLeistungsschalteinrichtung for interrupting the pjjnp.r in \ ~, S line of a HVDC transmission system flowing stream with an in this conduit between two Anschluiipunkten arranged line switch and a parallel-connected to the line switch first arrangement which is able to perform the direct current and switch off, which takes over the direct current when the line switch is opened so that the line switch can deionize, and which switches off the current after deionizing the line switch, characterized in that between the one connection point (2) of the line switch (20) and one Another line (16) of the HVDC system is connected to a second arrangement (30, 32, 3 ^) that can switch on direct current, absorb energy when the current is flowing and switch off the direct current again and serve to control the voltage between one connection point ( 2) and the other line (16) below a first predetermined value, and that between the other The connection point (1) and the second arrangement (30, 32, 3 * 0) are connected to a third arrangement (36, 46) which can absorb energy when the current is flowing through it and which can switch off this current and which serves to control the voltage between the two To keep connection points (1 and 2) below a second predetermined value. 409841/0653409841/0653 - 2Z-- 2Z- 2. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anordnung eine zwischen die beiden Anschlußpunkte (1 und 2) geschaltete Schaltröhre (22) mit gekreuzten Feldern ist.2. Power switching device according to claim 1, characterized in that the first arrangement has an between the two connection points (1 and 2) switched interrupter (22) with crossed fields. 3. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anordnung (30, 32, 34) aus der Serienschaltung aus einer Schaltröhre (30) mit gekreuzten Feldern zum Abschalten von Gleichstrom und einer Anordnung (32, 34-) zum Einschalten von Gleichstrom und Absorbieren von Energie bei fließendem Strom besteht.3. Power switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the second arrangement (30, 32, 34) from the series connection of one Interrupter (30) with crossed fields for switching off direct current and an arrangement (32, 34-) for switching on direct current and absorbing of energy when the current is flowing. 4. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Anordnung (36, 46) an den Verbindungspunkt (6) zwischen der Schaltröhre (30) und der Anordnung (32, 34) zum Einschalten von Gleichstrom und Absorbieren von Energie angeschlossen ist,4. Power switching device according to claim 3, characterized characterized in that the third arrangement (36, 46) at the connection point (6) between the interrupter (30) and the arrangement (32, 34) for switching on Connected to direct current and absorbing energy, 5· Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daii die dritte Anordnung (36, 46) aus der Serienschaltung aus einer Schaltröhre (36) mit gekreuzten Feldern und einem Widerstand (46) besteht.5 · Power switching device according to one of the preceding Claims, characterized in that the third arrangement (36, 46) from the series circuit comprising a switching tube (36) with crossed fields and a resistor (46). 6. Leistungsschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Anordnung (38, 40) zum Einschalten von Gleichstrom und Absorbieren von Energie zwischen die6. Power switching device according to one of the preceding Claims, characterized in that a further arrangement (38, 40) for switching on Direct current and absorbing energy between the 409841/0653409841/0653 dritte Anordnung (36, 46) und die andere Leitung (16) geschaltet ist.third arrangement (36, 46) and the other line (16) is connected. 7. Leistungsschalteinrichtung nach Anspruch 3 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (32, 34· 38, 40) zum Einschalten von Gleichstrom und Absorbieren von Energie ein Einschaltglied (30; 40) und einen besonderen Widerstand (32; 3β) umfaßt.7. Power switching device according to claim 3 and / or 6, characterized in that the arrangement (32, 34 · 38, 40) for switching on direct current and Absorbing energy comprises a switch-on element (30; 40) and a special resistor (32; 3β). 8. Leiütun^sschalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dall der eine Anschlußpunkt (2) mit der Energiequelle (12) und der andere Anschlußpunkt (1) mit der Last (19) der HGÜ-Anlage verbunden ist und die Energiequelle (12) und die Last (19) auch mit der anderen Leitung (16) der HGÜ-Anlage verbunden sind.8. Leiütun ^ sschalteinrichtung according to one of the preceding Claims, characterized in that the one connection point (2) with the energy source (12) and the other connection point (1) is connected to the load (19) of the HVDC system and the energy source (12) and the load (19) are also connected to the other line (16) of the HVDC system. 4.0 98 A-1/065 34.0 98 A-1/065 3 LeerseiteBlank page
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