DE2443407C2

DE2443407C2 - Synthetische Schaltung zum Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern

Info

Publication number: DE2443407C2
Application number: DE19742443407
Authority: DE
Inventors: Eckardt Von Dipl.-Ing. 3501 Fuldatal 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: 1983-12-15
Also published as: DE2443407A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine synthetische Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern 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 Ai'sschaltstrom, 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 hohpr Nennspannung ist die Weil-Schaltung durch die zusätzliche Verwendung eines zweiten vorgeladenen Kondensators verbessert worden (DE-OS 19 54 327). Die Kondensatoren sind dabei so geschaltet, daß sich ihre Spannung am Prüfschalter summieren. Außer dem in der herkömmlichen Weil-Schaltung vorhandenen Hilfsschalter ist noch ein zweiter Hilfsschalter vorgesehen, der auch mit dem Prüfschalter in Reihe geschähet 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, ein sogenannter Synchron-Schal-

ter, muß eine sehr kleine Öffnungszeit, eine sehr geringe Streuung des Öffnungszeitpunktes aufweisen und darf keine Lichtbogenzeit haben. Er ist daher aufwendig und teuer.

Die Erfindung hat die Aufgabe, den teuren Synchron-Schalter einzusparen und statt dessen an dieser Stelle einen herkömmlichen Hochspannungs-Leistungsschalter zu verwenden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäji durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkes maie gelöst

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 vdn 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.

F i g. 1 zeigt die Grundschaltung, bei der der Prüfschalter nicht an Erde liegt In
F i g. 2 sind die zu F i g. 1 gehörenden Strom- und Spannungsverläufe dargestellt.

Fig.3 zeigt eine Schaltungsvariante, bei der der Prüfschalter mit einem Pol an Erde liegt.

F i g. 4 zeigt eine weitere Schcltungsvariante, bei der gegenüber zur Schaltung nach F i g. 3 die beiden Hochspannungskreise vertauscht sind.

Die Schaltung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, besteht aus drei Kreisen. Der Hochstromkreis besteht aus dem Transformator Tn, dem Hilfsschalter HS\, dem Prüfschalter PS und dem Hilfsschalter HS₂. Ober dem Prüfschalter PS und dem Hilfsschalter HS₂ liegt ein Weil-Kreis in herkömmlicher Ausführung als erster Hochspannungskreis (mit I bezeichnet). Zur besseren Nachbildung der Verhältnisse im Netz kann der

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Weil-Kxeis mit einer Leitungsnachbildung, hier durch Lu Ci, symbolisiert, versehen sein. Davon unabhängig · liegt über dem Hilfsschalter HS₂ der zweite zusätzliche Hochspannungskreis (mit " bezeichnet). Dieser Hochspannungskreis wird gespeist von einem Hochspannungstransformator Tr₂, der primärseiüg vom Hochstromtransformator Tn gespeist wird und der sekundärseitig diesem entgegengesetzt gepolt angeschlossen wird.

Der zusätzliche Hochspannungskreis II enthält ferner eine Induktivität L_s und einen ohmschen Widerstand R* die eine gewünschte Kurvenform des Hilfsstromes Iz bewirken. Direkt parallel zum Hilfsschalter HS₂ wird über eine triggerbare Funkenstrecke F₂ die Kapazität C_z zugeschaltet.

Die Schaltung hat den folgenden Funktionsablauf (vgL F ig. 2):

Zunächst fließt der vom Trafo Th kommende Strom I_k über den Hilfsschalter HSi, den Prüfschalter PS und den Hilfsschalter HSi. Zum Zeitpunkt f, erreicht dieser seinen Nuiidurehgang und der Hilfsschalter HS\ löscht. Ober den Prüfschalter PS und den Hilfsschuiter HS₂ fließt der vorher im Zeitpunkt t_o eingeleitete Schwingstrom I₅ aus dem herkömmlichen Weil-Kreis / bis zu seinem Nulldurchgang zur Zeit ti. In diesem Zeitpunkt löscht der Prüfschalter PS, und es baut sich an ihm die aus dem Weii-Kreis /kommende Spannung U_wi auf. Zur Zeit ti, nach dem Nulldurchgang des Stromes /*, wird der Hilfstransformator Tr₂ erregt. Der zusätzliche Hochspannungskreis II ist so dimensioniert, daß in ihm ein Strom I₂ von etwa 100 A mit ungefähr ohmscher Phasenlage über den Hilfsschalter HS₂ fließt. Dieser Strom sowie der Strom I₅ 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 /3, in dem die Spannung des Grundkreises I von der vorgeschriebenen Einschwingspannungsform abzuwei-

30 chen beginnt und daher die'Addition der Spannungen der Hochspannungskreise I und II beginnen soll, wird der ungeladene oder entgegengesetzt zur Brennspannung des Hilfsschalters HSi vorgeladene Kondensator C₂ mit Hilfe der Triggerfunkenstrecke I₂ parallel zum Hilfsschalter HS₂ geschaltet. Dieser übernimmt den Strom I₂, der relativ klein ist sofort aus dem Hilfsschalter HS₂, worauf dieser endgültig löscht und die wiederkehrende Spannung aus dem Hochspannungskreis II hält Der Kondensator C₁ ist so dimensioniert, daß die Spannung U_wu"wn zweiten Hochspannungskreis II zusammen' mit der Spannung U_wj des ersten Hochspannungskreises I die gewünschte Form der Einschwingspannung U_wam Prüfschalter PSliefert

Eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Prüfschaltung, die sich besonders für metallgekapselte Hochspannungs-Leistungsschalter eignet, ist in F-'i g. 3 dargestellt

Bei metallgekapselten Schaltern ist es zweckmäßig, daß eine Klemme des Prüfschalters an Erde liegt, um außer der Schaltleistung auch die Sj> nnungsbeanspruchung zwischen der anderen Klein^ne 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 Hachspannungskreis I (Weil-Schaltung) ist jetzt parallel zum Hilfsschalter KSi geschaltet, während der zweite Hochspannungskreis Il wiederum parallel zum Hilfsschalter HS₂ liegt

F i g. 4 zeigt eine weitere Schaltungsvicriante, die zum Prüfen von metallgekapselten Hochspannungsschalter unter Abstandskurzschlußbedingungen geeignet ist Gegenüber der Schaltung nach Fig.3 sind hier die Hilfsschalter HSi 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 L\, C\, mit einem Pol direkt am Prüfschalter angeschlossen werden kann, was fßf die Nachbildung von Abstandskurzschlüssen vorteilhaft ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Synthetische Schaltung zum Prüfen der Ausschaltleistung von Hochspannungs-Leistungsschaltern, mit einem Hochstrom-Kreis, einem von einem vorgeladenen Kondensator gespeisten ersten Hochspannungs-Kreis, einem von einem Hilfstransformator versorgten zweiten Hochspannungs-Kreis, zwei Hilfsschaltern, von denen einer mit dem Prüfschalter in Reihe Hegt, dadurch gekennzeichnet, daß auch der andere Hilfsschalter (HSi) mit dem Prüfschalter in Reihe liegt, so daß die Hilfsschalter (HS_h HS₂) und der Prüfschalter (PS) zunächst von Hochstrom (It) durchflossen werden, and daß der im zweiten Hochspannungs-Kreis (II) liegende Hilfsschalter (HS2) mit einer Parallelschaltung, bestehend aus einer triggerbaren Funkenstrekke (F₂) und einem Kommutierungs-Kondensator (C₂) in Reihe, versehen ist.

2. Synjhtetische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Hilfstransformators (Tr₂) gegenüber der Primärseite entgegengesetzt gepolt ist

3. Synthetische Schaltung nach 'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Hochspannungskreis (I) eine Leitungsnachbildung (Lu Q) eingefügt ist, die mit einem Pol direkt am Prüfschalter (PS)\\egL

4. Synthetische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (F₂) durch ein Steuergerät nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, von der Triggcrung der Funkenstrekke (F\) an gezählt, triggerbar ist

5. Synthetische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (F₂) in Abhängigkeit von der Spannung des ersten Hochspannungskreises (I) triggerbar ist.

6. Synthetische Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hochspannungskreis (I) parallel zur Reihenschaltung des Prüfschalters (PS) und des Hilfsschalters (HS) liegt (Fig-1).

7. Synthetische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hochspannungskreis (I) parallel zum Hilfsschalter (HS\) Hegt, der Prüfschalter (PS) mit einem Pol an Erde angeschlossen ist und der Hilfsschalter (HS₂) zwischen dem Hiltsschaiter (HSi) und dem Prüfschalter (PS)\\egX (F i g. 3).

8. Synthetische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum ersten Hochspannungskreis (1) parallel liegende Hilfsschalter (HSi) zwischen dem mit einem Pol an Erde liegenden Prüfschalter (PS) und dem Hilfsschalter /WS₂) liegt (F ig. 4).