DE2443407A1

DE2443407A1 - Synthetische schaltung zum pruefen von hochspannungs-leistungsschaltern

Info

Publication number: DE2443407A1
Application number: DE2443407A
Authority: DE
Inventors: Eckardt Von Dipl Ing Bonin
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-09-11
Filing date: 1974-09-11
Publication date: 1976-03-25
Also published as: DE2443407C2

Description

Synthetische Schaltung zum Prüfen von Hochspannungs-Leistungsschaltern Die Erfindung bezieht sich auf eine synthetische Schaltung zum Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern mit einem Hochstromkreis, einem von einem vorgeladenen Kondensator gespeisten ersten Hochspannungskreis, einem von einem Hilfstransformator versorgten zweiten Hochspannungskreis, zwei Hilfsschaltern und dem Prüfschalter.
Zum Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Lei.stungsschaltern ist es üblich, wegen der nur in beschränktem Maße zur Verfügung stehenden Kurzschlußleistung in den Prüffeldern eine indirekte Prüfung mit Hilfe von synthetischen Schaltungen durchzuführen. Hierbei wird der zu prüfende Schalter zunächst mit dem Ausschaltstrom, der einer Hochstromquelle entnommen wird, beaufschlagt und nach der Ausschaltung dieses Stromes mittels einer Hochspannungsquelle auf Spannungsfestigkeit beansprucht.
Als bekannteste Prüfschaltung dieser Art ist wohl die dem Fachmann geläufige Weil-Schaltung anzusehen, bei der als Hochspannungsquelle ein vorgeladener Kondensator benutzt wird.
Für Leistungsschalter mit besonders hoher Nennspannung ist die Weil-Schaltung durch die zusätzliche Verwendung eines zweiten vorgeladenen Kondensators verbessert worden (DT-OS i 954 327). Die Kondensatoren sind dabei so geschaltet, daß sich ihre Spannungen am Prüfschalter summieren.
Außer dem in der herkömmlichen Weil-Schaltung vorhandenen ilfsschaler ist noch ein zweiter Hilfsschalter vorgesehen, der auch mit dem Prüfschalter in Reihe geschaltet ist.
Eine andere im CIGRE-Bericht (1974) 13-02 veröffentlichte Prüfschaltung verwendet als erste Hochspannungsquelle ebenfalls die Weil-Schaltung, als zweite, der ersten überlagerten Hochspannungsquelle, jedoch einen Kreis mit Hilfstransformator.
Auch hier werden zwei Hilfsschalter benötigt, die aber nicht mit dem Prüfschalter in Reihe liegen, Der im zweiten Hochspannungskreis liegende Hilfsschalter Sh2 muß hier eine sehr kleine Offnungszeit und eine sehr geringe Streuung des Offnungszeitpunktes aufweisen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, den teueren, auch als "Synchron-Schalter" bezeichneten zweiten Hilfsschalter Sh2 einzusparen und statt dessen an dieser Stelle einen herkömmlichen Hochspannungs-Leistungsschalter zu verwenden. Weiterhin sollen Schaltungsvarianten angegeben werden, die sich besonders zum Prüfen von metallgekapselten Schaltern und zum Nachbilden von Abstandskurzschlüssen eignen.
Hierzu ist die eingangs erwähnte synthetische Prüfschaltung erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die zunächst vom Hochstrom durchflossenen Hilfs- und Prüfschalter in Reihe geschaltet sind und daß der im zweiten Hochspannungskreis liegende Hilfsschalter mit einer Parallelschaltung, bestehend aus einer triggerbaren Funkenstrecke und einem Kommutierungskondensator in Reihe, versehen ist.
Durch diese Maßnahmen erübrigt sich die Verwendung eines aufwendigen Synchronschalters als zweiten Hilfsschalter.
Statt dessen kann ein herkömmlicher Hochspannungs-Leistungsschalter verwendet werden, dessen Auslösekommando mit einer geringeren Zeitgenauigkeit gegeben werden darf und der auch die übliche Zeit von der Trennung seiner Kontakte bis zum Erreichen der für die Löschung günstigen Kontaktstellung haben darf. Die eigentliche Kommutierung auf den dazu bestimmten Kondensator erfolgt durch einen Zündimpuls, der auf die triggerbare Funkenstrecke gegeben wird und dessen genaue zeitliche Steuerung technisch keine Schwierigkeiten bereitet.
Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Prüfschaltung.
Fig. 1 zeigt die Grundschaltung, bei der der Prüfschalter nicht an Erde liegt, in Fig. 2 sind die zu Fig. 1 gehörenden Strom- und Spannungsverläufe dargestellt, Fig. 3 zeigt eine Schaltungsvariante, bei der der Prüfschalter mit einem Pol an Erde liegt, Fig. 4zeigt eine weitere Schaltungsvariante, bei der gegenüber zur Schaltung nach Fig. 3 die beiden Hochspannungskreise vertauscht sind.
Die Schaltung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus drei Kreisen. Der Hochspannungskreis beinhaltet den Transformator-Tr1, den Hilfsschalter HS1, den Prüfschalter PS und den Hilfsschalter HS2. Uber dem Prüfschalter PS und dem Hilfsschalter HS2 liegt ein Weil-Kreis in herkömmlicher Ausführung (mit I bezeichnet). Zur besseren Nachbildung der Verhältnisse im Netz kann der Weil-Kreis mit einer Leitungsnachbildung, hier durch L1, C1, symbolisiert, versehen sein. Davon unabhängig liegt über dem Hilfsschalter HS2 der zweite zusätzliche Hochspannungskreis (mit II bezeichnet). Dieser Hochspannungskreis wird gespeist von einem Hochspannungstransformator Tr2, der primärseitig vom Hochstromtransbrmator Tr1 gespeist wird und der sekundärseitig diesem entgegengesetzt gepolt angeschlossen wird.
Der zusätzliche Hochspannungskreis II enthält ferner eine Induktivität L und einen ohmschen Widerstand R5, der eine 5 gewünschte Kurvenform des Hilfsstromes 1 bewirkt. Direkt z parallel vom Hilfsschalter HS2 wird über eine triggerbare Funkenstrecke F2 die Kapazität 0z zugeschaltet.
Die Schaltung hat den folgenden Funktionsablauf (vgl.Fig.2): Zunächst fließt der vom Trafon Tr1 kommende Strom Ik über den Hilfsschalter HS1, den Prüfschalter PS und den Hilfsschalter HS2.
Zum Zeitpunkt t1 erreicht dieser seinen Nulldurchgang und der Hilfsschalter HS1 löscht. Über den Prüfschalter PS und den Hilfsschalter HS2 fließt der vorher im Zeitpunkt t eingeleitete 0 Schwingstrom 1 aus dem herkömmlichen Weil-Kreis I bis zu seinem 5 Nulldurchgang zur Zeit t2. In diesem Zeitpunkt löscht der Prüfschalter PS, und es baut sich an ihm die aus dem Weil-Kreis I kommende Spannung WI auf. Zur Zeit t1, nach dem Nulldurchgang des Stromes Ik, wird der Hilfstransformator Tr2 erregt. Der zusätzliche Hochspannungskreis II ist so dimensioniert, daß in ihm ein Strom 1 von etwa 100 A mit ungefähr ohmscher Phasenlage z über den Hilfsschalter HS2 fließt. Dieser Strom sowie der Strom 1 5 halten den Hilfsschalter HS2 elektrisch geschlossen, d.h., es brennt ein Schaltlichtbogen darin. Dies ist notwendig, damit nicht der Prüfschalter PS im Augenblick t2 seines Löschens vom Hilfsschalter HS2 unterstützt wird. Im Zeitpunkt t3, in dem die Spannung des Grundkreises I von der vorgeschriebenen Einschwingspannungsform abzuweichen beginnt und daher die Addition der Spannungen der Hochspannungsk-reise I und II beginnen soll, wird der ungeladene oder entgegengesetzt zur Brennspannung des Hilfsschalters HS2 vorgeladene Kondensator C mit Hilfe der Triggerz funkenstrecke F2 parallel zum Hilfsschalter HS2 geschaltet.
Dieser übernimmt den Strom Iz, derrelativ klein ist, sofort aus dem Hilfsschalter HS2, worauf dieser endgültig löscht und die wiederkehrende Spannung aus dem Hochspannungskreis II hält.
Der Kondensator 0 ist so dimensioniert, daß die Spannung U z im zweiten Hochspannungskreis II zusammen mit der Spannung U des ersten Hochspannungskreises I die gewünschte Form der Einschwingspannung'Uw am Prüfschalter PS liefert.
Eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Prüfschaltung, die sich besonders für metallgekapselte Hochspannungs-Lentungsschalter eignet, ist in Fig. 3 dargestellt.
Bei metallgekapselten Schaltern ist es zweckmäßig, daß eine Klemme des Prüfschalters an Erde liegt, um außer der Schaltleistung auch die Spannungsbeanspruchung zwischen der anderen Klemme und der Metallkapselung nachbilden zu können. Dies ist bei der Schaltung nach Fig. 3 der Fall. Es liegen wieder der Prüfschalter und die beiden Hilfsschalter in Reihe. Der erste Hochspannungskreis I (Weil-Schaltung) ist jetzt parallel zum Hilfsschalter HS1 geschaltet, während der zweite Hochspannungskreis II wiederum parallel zum Hilfsschalter HS2 liegt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Schaltungsvariante, die zum Prüfen von metallgekapselten Hochspannungsschalter unter Abstandskurzschlußbedingungen geeignet ist. Gegenüber der Schaltung nach Fig. 3 sind hier die Hilfsschalter HS1 und HS2 mit den dazugehörigen Hochspannungskreisen I und II gegeneinander vertauscht. Dies hat den Vorteil, daß eine in den Hochspannungskreis I (Weil-Schaltung) eingefügte Leitungsnachbildung L1, Cii mit einem Pol direkt am Prüfschalter angeschlossen werden kann, was für die Nachbildung von Abstandskurzschlüssen vorteilhaft ist.
5 Seiten Beschreibung 8 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche FSynthetische Schaltung zum Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern mit einem Hochstromkreis, einem von einem vorgeladenen Kondensator gespeisten ersten Hochspannungskreis, einem von einem Hilfstransformator versorgten zweiten Hochspannungskreis, zwei Hilfsschaltern und dem Prüfschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst vom Hochstrom (Ik)) durchflossenen Hilfs-und Prüfschalter (HS1, HS2, PS) in Reihe geschaltet sind und daß der im zweiten Hochspannungskreis (II) liegende Hilfsschalter (HS2) mit einer Parallelschaltung, bestehend aus einer triggerbaren Funkenstrecke (F2) und einem Kommutierungskondensator (Cz) in Reihe, versehen ist.
2) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Hilfstransformators (Tr2) gegenüber der Primärseite entgegengesetzt gepolt ist.
3) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Hochspannungskreis (I) eine Leitungsnachbildung (L1,Cl) eingefügt ist, die mit einem Pol direkt am Prüfschalter (PS) liegt.
4) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (F2) durch ein Steuergerät nach Ablauf einer vorbestimmten, von der Triggerung der Funkenstrecke(F1) an gezählt, Zeit triggerbar ist.
5) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke(F2) in Abhängigkeit von der Spannung des ersten Hochspannungskreises (I) triggerbar ist.
6) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hochspannungskreis (I) parallel zur Reihenschaltung des Prüfschalters (PS) und des Hilfsschalters (HS2) liegt (Fig.1).
7) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hochspannungskreis (I) parallel zum Hilfsschalter (HS1) liegt, der Prüfschalter (PS) mit einem Pol an Erde angeschlossen ist und der Hilfsschalter (HS ) zwischen dem Hilfsschalter (HS ) und 2 1 dem Prüfschalter (PS) liegt (Fig.3).
8) Synthetische Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zum ersten Hochspannungskreis (I) parallel liegende Hilfsschalter (HS ) zwischen dem mit einem Pol an Erde liegenden Prüfschalter (PS) und dem Hilfsschalter (HS )liegt (Fig.4).

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