DE866208C

DE866208C - Arc-free switch, especially load switch for step control devices of transformers, chokes and the like. like

Info

Publication number: DE866208C
Application number: DES18045A
Authority: DE
Inventors: Max Schwaiger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-07-30
Filing date: 1950-07-30
Publication date: 1953-02-09
Also published as: CH296152A

Description

Lichtbogenfrei arbeitender Schalter, insbesondere Lastschalter für Stufenregeleinrichtungen von Transformatoren, Drosseln u. dgl. Bekanntlich treten beim Betrieb von ,Schaltern der Kontaktabbrand und, falls die Schalter unter Öl arbeiten, auch die Verrußung des Öls als äußerst unangenehme Erscheinungen auf, die vielfach die Lebensdauer der Schalter überhaupt bestimmen. Diese Erscheinungen zeigen -sich in erhöhtem Maße bei großen Schaltströmen und bei niedrigen Periodenzahlen, z. B. bei der im Bahnbetrieb üblichen Periodenzahl von r62/3 Hz.Arc-free switch, especially load switch for Step regulators of transformers, chokes and the like are known to occur when operating, switches the contact erosion and, if the switches are under oil work, also the sooting of the oil as extremely unpleasant phenomena, which in many cases determine the service life of the switches. These appearances show themselves to a greater extent with high switching currents and with low number of periods, z. B. with the usual number of periods in rail operations of r62 / 3 Hz.

Um den Kontaktabbrand weitgehend herabzusetzen bzw. zu vermeiden, wurden schon verschiedene Vorschläge bekannt, die darauf ausgingen, den Schaltvorgang in bzw. kurz vor den Stromnulldurchgang zu legen. Hierzu benutzte man u. a. Schalter, deren Kraftspeicher motorisch aufgeladen und durch synchron mit der Spannungs- oder Stromphase arbeitende- Steuereinrichtungen, z. B. Synchronmotor, Abfallrelais od. dgl. ausgelöst wurden. Bei a11 diesen bekannten Einrichtungen, die recht kompliziert waren, war der Aufwand insbesondere an verwickelten Getrieben, die leicht zu Störungen Anlaß gaben, im Verhältnis zu dem Erreichten unverhältnismäßig groß. Auch die ferner bekanntgewordenen, eine synchrone Abschaltung ermöglichenden polarisierten Schaltrelais konnten allein für Schaltzwecke nicht benutzt werden, wenn höhere Spannungen und insbesondere überspannungen zu beherrschen waren. Die genannten Schaltrelais sind nämlich wegen der bei ihnen erzielbaren kleinen Kontaktabstände von meist nur einigen Millimetern nur für niedrigere Spannungen verwendbar. Bei Stufenregcleinrichtungen für Transformatoren und Drosseln die Umschaltung durch solche Relais vorzunehmen; ist also aus den vorgenannten Gründen und wegen der schwierigen Ausbildung der Relais als Umschalter nicht möglich gewesen.In order to largely reduce or avoid contact erosion, various proposals were already known that were based on the switching process to be placed in or shortly before the current zero crossing. For this one used among others. Counter, whose energy storage device is charged by a motor and synchronized with the voltage or Current phase working control devices, e.g. B. synchronous motor, release relay od. Like. Were triggered. At a11 these well-known bodies that are quite complicated were, the effort was especially on intricate gears that easily break down Gave cause, disproportionately large in relation to what had been achieved. Also the further polarized switching relays that have become known and enable synchronous disconnection could not be used for switching purposes only if higher voltages and in particular overvoltages had to be controlled. The switching relays mentioned are namely because of the small contact distances that can be achieved with them of mostly only some Millimeters can only be used for lower voltages. With step control devices for transformers and chokes, switch over using such relays; is therefore for the reasons mentioned above and because of the difficult design of the relay not been possible as a switch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Synchronschaltrelais nutzbar zumrSchaltbetriebbeihöheren Betriebsspannungen, insbesondere bei Regeleinrichtungen von Transformatoren, Drosseln u. dgl. heranzuziehen.The invention is based on the object of these known synchronous switching relays Can be used for switching operation at higher operating voltages, especially for control equipment of transformers, chokes and the like.

Erfindungsgemäß ist dem Schalter, z. B. einem in bisher bekannter Weise ausgeführten Lastschalter mit einem den unaufhaltsamen Ablauf des Schaltvorkanges sicherstellenden SprungschaltweTh wenigstens ein Synchronschaltrelais zugeordnet, das die Ausschaltvorgänge übernimmt, indem es den Schaltstrom in dessen Nulldurchgang unterbricht, während aber die mit Rücksicht auf die Spannungssicherheit erforderlichen Kontaktabstände erst der Schalter selbst herstellt und so die eigentliche Umschalturig bewirkt.According to the invention the switch, for. B. one in previously known Wise executed load switch with an unstoppable sequence of the switching process at least one synchronous switching relay assigned to ensure snap-action switching, which takes over the switch-off processes by bringing the switching current into its zero crossing interrupts, while the necessary with regard to the voltage security Contact spacing is only established by the switch itself and thus the actual switching process causes.

An Hand :der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden: Die Fi:g. r zeigt ein Ausführungsbeispiel -eines Synchronschaltrelais, in Fig: 2 bis 6 sind die einzelnen Phasen der Umschaltvorgänge an Hand eines Prinzipschaltbildes wiedergegeben, die Fig. 7 bis 12 zeigen die einzelnen Schaltphasen einer Lastschalteinrichtung für Regeltransformatoren, bei der das erfindungsgemäße Synchronschaltrelais mit dem Lastschalter zusammenwirkt. Aus Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit ersichtlich. Das polarisierte Schaltrelais nach Fig. z hat einen Magnetkreis 7o, der durch einen Dauermagneten 71 polarisiert wird, weiter einen Nebenschlußpfad 72 mit Luftspalt 73. Mit 74 sind Arbeitspole bezeichnet, die eine Wechselstromsteuerwicklung 75 tragen und denen ein Anker 76 gegenübersteht. Eine Feder 77 sucht den Anker von den Polen abzuziehen. Bei angezogenem Anker ist der Relaiskontakt 78 geschlossen.With reference to the drawing, the invention is to be explained in more detail: The Fi: g. r shows an exemplary embodiment of a synchronous switching relay, in FIG. 2 to 6 are the individual phases of the switching processes on the basis of a basic circuit diagram reproduced, FIGS. 7 to 12 show the individual switching phases of a load switching device for regulating transformers in which the synchronous switching relay according to the invention with the load switch interacts. Another possible embodiment is shown in FIG evident. The polarized switching relay according to Fig. Z has a magnetic circuit 7o, which is polarized by a permanent magnet 71, further a shunt path 72 with air gap 73. With 74 working poles are designated, which is an alternating current control winding 75 wear and which an anchor 76 faces. A spring 77 seeks the anchor of to withdraw the Poles. When the armature is attracted, the relay contact 78 is closed.

In den Fig: 2 bis 6 sind mit A und B die beiden voneinander getrennten, aber miteinander gekuppelten Kontakte eines Schalters bezeichnet. a und b sind die von je einem Synchronschaltrelais, das selbst weiter nicht dargestellt ist, gesteuerten Kontakte, von denen der Kontakt - a beispielsweise der positiven Stromhalbwelle und b der negativen Stromhalbwelle zugeordnet ist. Der Kontakt A liegt im Zuge der den Schaltstrom führenden Leitung i, während der Kontakt B über die beiden Synchronrelaiskontakte a und b in einem Parallelzweig zu A liegt. Die Kupplung der beiden Kontakte A und B ist formschlüssig, d. h. bei der Betätigung des einen Kontaktes wird auch der andere Kontakt nach bestimmten Gesetzen mitbewegt. Die in den Parallelstrompfad 2 eingeschalteten beiden Kontakte a, b werden von ihren zugehörigen Synchronschaltrelais dauernd im Takte der Perioden geschlossen, und zwar überbrückt der Kontakt a seinen Gegenkontakt im Bereich der positiven Stromhalbwelle, das ist in. der Spanne unmittelbar nach dem Stromnulldurchgang bis kurz vor dem nächstenStromnulldurchgang und der Kontakt b seine Gegenkontakte im Bereich der negativen Stromhalbwelle. Zweckmäßig setzt man aber die Synchronschaltrelais erst bei der Einleitung des Umschaltvorganges z. B. durch den Schaltantrieb dadurch in Tätigkeit, daß den Steuerwicklungen ein vom Last- oder Schaltstrom abgeleiteter Erregerstrom zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Kontaktbewegung der Kontakte A und B so festgelegt, daß der Kontakt B offen ist, während der Kontakt A geschlossen ist. Diese Schaltstellung entspricht der Grundstellung, und der Schaltstrom fließt somit über die durch den Kontakt A geschlossene Leitung l (vgl. Fig. 2). Das Öffnen und Schließen der Relaiskontakte a und b ist zu dieser Zeit noch unerheblich. Um nun einen vollkommen lichtbogenfreien Überschaltvorgang zu erhalten, bewegt sich beim Schaltvorgang der Kontakt B, angetrieben vom Schalterantrieb aus, zunächst in seine Schließstellung, während der Kontakt A noch geschlossen bleibt. In dieser Schaltphase (vgl. Fig. 3) fließt beim jedesmaligen abwechselnden Schließen der Relaiskontakte a bzw: b Strom über den Parallelstrompfad z. Bei der weiteren Bewegung des Schalters öffnet schließlich der Kontakt A, während der- Kontakt B und auch beispielsweise der Kontakt a in diesem Zeitpunkt noch geschlossen ist. In dieser Schaltstellung (vgl. Fig. q.) fließt der Strom nur noch über den Parallelstrornpfad 2. Der Pfad i ist unterbrochen. Beim nächstfolgendeniötromnulldurchgang öffnet der Kontakt a und unterbricht damit lichtbogenfrei den über den Strompfad fließenden iSchaltstrom. Der Schalter B ist in diesem Zeitpunkt noch geschlossen. Der angeschlossene Verbraucher aber ist bereits stromlos, da der Kontakt a beim .Öffnen den Schaltstrom bereits .unterbrochen hat (s. Fig. 5). In dem nun folgenden nächsten Moment der,Schaltbewegung öffnet auch der Kontakt B. Wenn das Synchronschaltrelais in Abhängigkeit vom Schaltstrom arbeitet, dann ist sein Betrieb in diesem Zeitpunkt unterbrochen. Solange der Kontakt B noch nicht geöffnet hat, bestand für den Schalter die Gefahr, daß größere Spannungen, insbesondere Überspannungen, z. B. bei Gewittern, den geringen Kontaktweg des iSynchronschaltrelais überspringen. Sicherheit gegen einen Überschlag wird erst beim Öffnen des Kontaktes B mit seinem großen Kontaktweg erreicht.In FIGS. 2 to 6, A and B denote the two contacts of a switch, which are separated from one another but are coupled to one another. a and b are the contacts controlled by a synchronous switching relay, which itself is not shown further, of which contact - a is assigned to the positive current half-cycle and b to the negative current half-cycle, for example. The contact A is in the course of the switching current-carrying line i, during the ontact B via the two synchronous relay contacts a and b in a parallel branch to A is located. The coupling of the two contacts A and B is positive, ie when one contact is actuated, the other contact is also moved according to certain laws. The two contacts a, b switched on in the parallel current path 2 are permanently closed by their associated synchronous switching relays in the cycle of the periods, namely the contact a bridges its mating contact in the area of the positive current half-wave, that is in the span immediately after the current zero crossing until shortly before the next current zero crossing and contact b has its mating contacts in the area of the negative current half-wave. Appropriately, however, the synchronous switching relay is only used when the switching process is initiated. B. by the switching drive in action that the control windings an excitation current derived from the load or switching current is supplied. In the exemplary embodiment, the contact movement of contacts A and B is set so that contact B is open while contact A is closed. This switching position corresponds to the basic position, and the switching current thus flows via the line 1 closed by contact A (see FIG. 2). The opening and closing of relay contacts a and b is still insignificant at this time. In order to obtain a completely arc-free switchover process, contact B, driven by the switch drive, initially moves into its closed position during the switching process, while contact A remains closed. In this switching phase (see. Fig. 3) with each time alternating closing of the relay contacts a or: b current flows through the parallel current path z. As the switch moves further, contact A finally opens, while contact B and, for example, contact a are still closed at this point in time. In this switching position (see FIG. Q.) The current only flows via the parallel current path 2. The path i is interrupted. At the next following iötrom zero crossing, the contact a opens and thus interrupts the iSwitching current flowing through the current path without arcing. The switch B is still closed at this point in time. The connected consumer is already de-energized because contact a has already interrupted the switching current when it was opened (see Fig. 5). In the next moment of the switching movement, contact B also opens. If the synchronous switching relay works depending on the switching current, its operation is interrupted at this point in time. As long as the contact B has not yet opened, the switch ran the risk of larger voltages, especially overvoltages, e.g. B. during thunderstorms, skip the short contact path of the synchronous switching relay. Security against flashover is only achieved when contact B with its large contact path is opened.

Wenn das Zusammenarbeiten der Kontakte A, B und a, b in der vorbeschriebenen Weise festgelegt ist, ergibt sich mit Sicherheit eine vollkommen lichtbogenfreie Abschaltung des Schaltstroms. Damit tritt aber, wie beabsichtigt, an den Kontakten keinerlei Abbrand mehr auf, und die gefürchtete Ölverrußung bei unter Öl arbeitenden Schaltern wird damit vermieden.If the cooperation of the contacts A, B and a, b is determined in the manner described above, there is certainly a completely arc-free disconnection of the switching current. As a result, however, as intended, there is no longer any erosion on the contacts, and the dreaded sooting of oil on switches operating under oil is thus avoided.

Bei der beschriebenen Schaltanordnung wird der Öffnungsmoment vom Kontakt B also so gelegt, daß er zeitlich um etwas mehr als die Halbwellendauer des Schaltstroms auf den Öffnungsmoment von Kontakt A folgt. Hierdurch wird mit Sicherheit erreicht, daß das Synchronschaltrelais öffnet, solange der Kontakt B noch geschlossen ist. Die Zeitdauer zwischen den Öffnungsmomenten von Kontakt A und B kann gegebenenfalls . verkürzt werden, falls der Abschaltmoment von A in Beziehung zum Nulldurchgang des Schaltstroms gebracht ist, z. B. dadurch, daß die Auslösung von A durch Verwendung eines Synchronmotors grob vorsynchronisiert ist. Bei der Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Öffnungsmomenten von A und B ist dann auf die betriebsmäßig möglichen Phasenverschiebungen des Schaltstroms Rücksicht zu nehmen.In the switching arrangement described, the opening moment of contact B is set in such a way that it follows the opening moment of contact A by a little more than the half-wave duration of the switching current. This ensures that the synchronous switching relay opens as long as contact B is still closed. The length of time between the opening moments of contact A and B can optionally. be shortened if the cut-off moment of A is related to the zero crossing of the switching current, e.g. B. in that the release of A is roughly pre-synchronized by using a synchronous motor. When determining the time interval between the opening moments of A and B, the operationally possible phase shifts of the switching current must then be taken into account.

Die erfindungsgemäße Einordnung und das Zusammenarbeiten eines Synchronschaltrelais mit einem .Sprunglastschalter soll an Hand der Fig. 7 bis 12 erläutert werden. Mit io ist in diesen Figuren eine Regelwicklung, z. B. eines Transformators, einer Drossel od. dgl. bezeichnet und mit i i ein üblicher, durch Kraftspeicher betätigter Sprunglastschalter mit seinem beweglichen Kontakt 12 und den festen Hauptkontakten 13 und 14 sowie festen Vorkontakten 15 und 16. Der feste Hauptkontakt 13 ist über die Leitung 17 und den beweglichen Stufenwählerkontakt i8 an die Wicklungsanzapfung ig angeschlossen, während der andere Hauptkontakt 14 über die Leitung 2o und den damit verbundenen beweglichen Stufenwählerkontakt 2i mit dem Stufenkontakt 22 verbunden ist. Die festen Vorkontakte 15 und 16 sind über die von einem nur schematisch angedeuteten Synchronschaltrelais 23 bzw. 24 gesteuerten Kontakt a und b bzw. a' und b' mit den Leitungen 17 bzw. 20 verbindbar. 25 und 26 sind Steuerwicklungen für die beiden Relaiskontakte a und b. Diese Steuerwicklungen werden von einem im Zuge der Leitung 17 liegenden Wandler 27 gesteuert. Mit 28 ist ein Hilfsschalter angedeutet, der vom Lastschalterantrieb aus. gesteuert wird und der die Aufgabe hat, die Steuerwicklungen kurzzuschließen bzw. während des Überschaltvorganges eine Stromverbindung herzustellen, die bewirkt, daß das Synchronschaltrelais arbeitet, das dem abzuschaltenden Lastschalterkontakt zugeordnet ist. Auf der anderen Lastschalterseite ist den Kontakten 14 und 16 eine gleichartige und gleicharbeitende, aus Synchronschaltrelais 24 und Hilfsschalter 29 bestehende Schalteinrichtung beigegeben, wie für die linke Seite, nämlich die Kontakte 13 und 15, beschrieben ist. 3o ist ein Überschaltmittel, das, wie angedeutet, aus Ohmschen und evtl. induktiven Widerständen aufgebaut sein kann. Der Überschaltwiderstand ist mit seiner einen Seite über die Leitung 31 an die Verbindungsleitung 32 der beiden Hilfsschalter 28 und 29 gelegt. Mit der anderen Seite ist er an den festen Kontakt 33 eines vom Lastschalterantrieb aus gesteuerten Umschalters, dessen beweglicher Kontakt mit 34 bezeichnet ist, angeschlossen. Der Umschalter verbindet währenddes Schaltvorganges den Übersch,altwiderstand 310 jeweils mit. dem festen Hauptkontakt, auf den umgeschaltet werden soll.The classification according to the invention and the cooperation of a synchronous switching relay with a jump load switch will be explained with reference to FIGS. 7 to 12. In these figures, io denotes a control winding, e.g. B. a transformer, a choke or the like. And with ii a conventional snap load switch operated by force storage with its movable contact 12 and the fixed main contacts 13 and 14 and fixed pre-contacts 15 and 16. The fixed main contact 13 is via line 17 and the movable tap selector contact i8 is connected to the winding tap ig, while the other main contact 14 is connected to the tap contact 22 via the line 2o and the movable tap selector contact 2i connected to it. The fixed pre-contacts 15 and 16 can be connected to the lines 17 and 20 via the contacts a and b or a 'and b' controlled by a synchronous switching relay 23 and 24, which are only indicated schematically. 25 and 26 are control windings for the two relay contacts a and b. These control windings are controlled by a converter 27 located in the course of the line 17. With 28 an auxiliary switch is indicated, which is from the load switch drive. is controlled and which has the task of short-circuiting the control windings or establishing a current connection during the switching over process, which causes the synchronous switching relay that is assigned to the load switch contact to be switched off to operate. On the other side of the circuit breaker, contacts 14 and 16 are provided with a switching device of the same type and working in the same way, consisting of synchronous switching relay 24 and auxiliary switch 29, as described for the left-hand side, namely contacts 13 and 15. 3o is a switching means which, as indicated, can be made up of ohmic and possibly inductive resistances. One side of the transition resistor is connected to the connecting line 32 of the two auxiliary switches 28 and 29 via the line 31. With the other side it is connected to the fixed contact 33 of a changeover switch controlled by the load switch drive, the movable contact of which is denoted by 34. The changeover switch connects the override resistor 310 in each case during the switching process. the fixed main contact to be switched to.

In der Fig. 7 ist die Ausgangsstellung (Grundstellung) des Lastschalters gezeigt. In dieser ist der Widerstandsumschalter 33, 34 geöffnet und die , Kontakte 35 des damit zusammenarbeitenden Hilfsschalters 28 sind von der vorhergehenden Umschaltung her, also von der Schaltstellung auf den nunmehr eingeschalteten Hauptkontakt 13 her, noch geschlossen. Der Steuerkreiswandler 27 und die Steuerwicklungen 25 und 26 der Synchronschaltrelais sind durch den Hilfsschalter kurzgeschlossen. Die beiden Synchronschaltrelais sind somit nicht erregt, und ihre Kontakte a und b stehen also offen. Die Steuerwicklungen 25' und 26' der Synchronschaltrelais 24 sind stromlos, da der Strom von der Regelwicklung io über die ,Stufenkontakte 18, ig, die Leitung 17, Wandler 27, Hauptkontakte 12 und 13 zur Leitung 40 geht.In Fig. 7, the starting position (basic position) of the load switch is shown. In this the resistance switch 33, 34 is open and the contacts 35 of the auxiliary switch 28 cooperating therewith are still closed from the previous switchover, ie from the switch position to the main contact 13 that is now switched on. The control circuit converter 27 and the control windings 25 and 26 of the synchronous switching relay are short-circuited by the auxiliary switch. The two synchronous switching relays are therefore not energized, and their contacts a and b are therefore open. The control windings 25 'and 26' of the synchronous switching relay 24 are de-energized, since the current from the control winding io goes via the step contacts 18, ig, the line 17, the converter 27, the main contacts 12 and 13 to the line 40.

Bei -der nächsten Schaltphase wird vom Antrieb des Lastschalters aus der Hilfsschalter 28 geöffnet (s. Fig. 8). Die Steuerwicklungen 25 und 26 der Synchronschaltrelais 23 werden nunmehr erregt, und demzufolge öffnen und schließen sie abwechselnd kurz vor jedem Stromnulldurchgang die Kontakte a und b der beiden zugehörigen Synchronschaltrelais. Die Kontakte a und b bleiben jedoch vorerst noch stromlos, und der Stromverlauf bleibt somit noch der gleiche wie bei der Schaltung nach Fig. 7.During the next switching phase, the drive of the load switch opens the auxiliary switch 28 (see FIG. 8). The control windings 25 and 26 of the synchronous switching relays 23 are now excited, and consequently they open and close alternately shortly before each current zero crossing the contacts a and b of the two associated synchronous switching relays. The contacts a and b remain currentless for the time being, however, and the current profile thus remains the same as in the circuit according to FIG. 7.

Unmittelbar nach Beendigung des Kraftspeicheraufzuges und nach Auslösung des Schaltvorganges schließt der Widerstandsumschalter dadurch, daß der bewegliche Umschalterkontakt 34 auf den festen Umschaltkontakt 33 aufläuft (s. Fig. 9). Der Anstieg des hierbei auftretenden Ausgleichstroms (in der Fig.9 ist der Ausgleichstrom durch gestrichelte Pfeile 36 angedeutet) wird durch eine als Überschaltmitteldienende hochgesättigte Drossel 300 so verzögert, daß kein Kontaktverschleiß beim Einschaltvorgang eintreten kann. Außerdem schließt auch der Hilfsschalter 29 seine Kontakte. In der eben beschriebenen Schaltstellung sind die vom Last- und Ausgleichsstrom gesteuerten Kontakte a, b der Synchronschaltrelais 23 immer noch stromlos, da der bewegliche Hauptkontakt 12 noch auf dem festen Hauptkontakt 13 steht. Erst nachdem der Widerstandskontakt 34 33 geschlossen ist, verläßt der bewegliche Lastschalterkontakt 12 den Hauptkontakt 13, um auf den Vorkontakt 15 aufzulaufen. Damit wird einer der Kontakte a oder b der Synchronschaltrelais 23 stromführend. In der Fig. io ist dies beispielsweise der Kontakt b. Der Laststrom läuft jetzt über den Relaiskontakt b und Vorkontakt 15. Beim nächsten Stromnulldurchgang des Last- und Ausgleichstroms unterbricht der Relaiskontakt b. Dies geschieht noch während der bewegliche Lastschalterkontakt r2 auf seinem zugeordneten Vorkontakt 15 steht. In der nun folgenden Schaltphase (vgl. Fig. ii) verläßt der bewegliche Lastschalterkontakt 12 seinen Vorkontakt 1.5. Dadurch fließt der Laststrom, wie in der Fig. i i durch starke Pfeile angedeutet ist, über die Stufenkontakte 2i, 22, Hilfsschalter 2g, den Überschaltwiderstand 30 und die Umschalterkontakte 33, 34 zur Leitung 40. Im weiteren Verlauf des Umschaltvorganges trifft der bewegliche Lastschalterkontakti2auf den dem Hauptkontakt 14 züggeordrieten' Vorkontakt z6.. Hierdurch ändert sich nichts, denn die Kontakte :i und b' der Synchronschaltrelais 24 sind geöffnet, da diese Relais wegen Kurzschluß der .Steuerwicklungen 25', a6' durch den geschlossenen Hilfsschalter 29 nicht arbeiten. Die Einschaltprellungen an den aufeinander auflaufenden Lastschalterkontakten werden von dem stromlosen Vorkontakt 16 abgefangen. Erst in dem Augenblick, in dem der bewegliche Lastschalterkontakt 12 auf den Hauptkontakt 14 auftrifft (vgl. Schaltbild Fig. i2), wird der überschaltwiderstand 30 kurzgeschlossen, da der Strom nunmehr vom Hauptkontakt 14 übernommen wird. Der kurzgeschlossene Überschaltwiderstand 36 wird anschließend nach Ablauf einer auf die Zeitkonstante des Widerstandskreises abgestimmten Zeit lichtbogenfrei geöffnet.Immediately after the end of the energy storage elevator and after the switching process has been triggered, the resistance switch closes in that the movable switch contact 34 runs up against the fixed switch contact 33 (see FIG. 9). The increase in the equalizing current occurring here (in FIG. 9 the equalizing current is indicated by dashed arrows 36) is delayed by a highly saturated choke 300 serving as a switching means so that no contact wear can occur during the switch-on process. In addition, the auxiliary switch 29 also closes its contacts. In the switching position just described, the contacts a, b of the synchronous switching relay 23 controlled by the load and equalizing current are still de-energized since the movable main contact 12 is still on the fixed main contact 13 . Only after the resistance contact 34 33 is closed does the movable load switch contact 12 leave the main contact 13 in order to run up against the pre-contact 15. So that one of the contacts a or b of the synchronous switching relay 23 is energized. In FIG. 10 this is, for example, contact b. The load current now runs through relay contact b and pre-contact 15. The next time the load and equalizing current crosses zero, relay contact b interrupts. This happens while the movable load switch contact r2 is on its assigned pre-contact 15. In the switching phase that now follows (see FIG. Ii), the movable load switch contact 12 leaves its pre-contact 1.5. As a result, the load current flows, as indicated by strong arrows in Fig. Ii, via the step contacts 2i, 22, auxiliary switch 2g, the transition resistor 30 and the switch contacts 33, 34 to the line 40 the main contact 14 zuggeordrieten 'pre-contact z6 .. This does not change anything, because the contacts: i and b' of the synchronous switching relay 24 are open, since these relays do not work due to the short circuit of the .Control windings 25 ', a6' through the closed auxiliary switch 29. The switch-on bounces on the load switch contacts running onto one another are intercepted by the currentless pre-contact 16. Only at the moment in which the movable load switch contact 12 strikes the main contact 14 (see circuit diagram Fig. I2) is the transition resistor 30 short-circuited, since the current is now taken over by the main contact 14. The short-circuited transition resistor 36 is then opened without arcing after a time matched to the time constant of the resistance circuit has elapsed.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des Erfindungsgedankens zeigt das Schaltbild nach Fig. 13. Hier sind gegenüber der Ausführung nach den Fig. 7 bis 12 die .Kontakte der Synchronschalteinrichtung 23o bzw. 24o unter sich und mit dem Wandler 27o bzw. 27o' hintereinandergeschaltet. Bei unerregtem Wandler sind die Relaiskontakte ca und b; bzw. ä und b' geschlossen. Sie bleiben auch geschlossen, wenn mit dem Abgang des beweglichen Lastschalterkontaktes 12 vom festen Hauptkontakt 13 der Wandler mit den Kontakten a, b der Synchronschalteinrichtung 230 stromführend wird, bis zu dem Augenblick, in dem der Schaltstrom in den Bereich (des Nulldurchganges kommt. In diesem Zeitpunkt öffnet einer der Kontakte d oder b und bleibt offen, bis beim nächstfolgenden Umschaltvorgang dann der Hilfsschalter 29 mechanisch wieder in die Ausgangslage zurückgebracht wird. Dies ist während des Kraftspeicheraufzugs der Fall. Da sich im übrigen für die (Schaltanordnung nach Fig. 13 praktisch der gleiche Ablauf der Schaltvorgänge ergibt wie bei der Anordnung nach den Fig. 7 bis 12, wird auf diese Schaltvorgänge nicht weiter eingegangen. Bei der Auslegung des Schalters ist selbstverständlich auf die verschiedenen einzuhaltenden Zeitspannen; wie überbrückungszeit von Hauptkontakt zu Hauptkontakt und die Eigenzeit der Synehronschalteinrichtung Rücksicht zu nehmen, so daß der Schaltvorgang tatsächlich in der angegebenen Weise ablaufen kann.Another possible application of the inventive concept shows the circuit diagram of FIG. 1 3. Here are compared to the embodiment according to Figs. 7 to 12, the .Kontakte the synchronous switching means 23o or 24o 'connected in series to one another and to the transducer 27o or 27o. When the converter is de-energized, the relay contacts ca and b; or ä and b ' closed. They also remain closed if, with the departure of the movable load switch contact 12 from the fixed main contact 13, the converter with the contacts a, b of the synchronous switching device 230 becomes live until the moment when the switching current comes into the range (of the zero crossing Time one of the contacts d or b opens and remains open until the auxiliary switch 29 is mechanically returned to the starting position during the next switching operation. This is the case during the energy storage elevator 7 to 12, these switching processes will not be discussed further. When designing the switch, the various time spans to be observed, such as bridging time from main contact to main contact and the operating time of the synchronous switching device, are of course taken into account to take so that the Switching process can actually take place in the specified manner.

Wenn auch die .Synchronschaltrelais im allgemeinen für .Arbeiten in Luft geeignet sind: so können sie doch auch öldicht eingekapselt werden und bei unter Öl arbeitenden Lastschaltern benutzt werden. Die Erfindung bringt nicht nur den Vorteil, daß an -den Schaltern lichtbogenfrei und demzufolge ohne Kontaktabbrand und bei unter Öl liegenden Schaltern ohne Ölverrußung geschaltet werden kann, ,sondern sie bringt noch den weiteren Vorteil, daß die verwendeten Schalter, da an ihnen praktisch keine Schaltstrombeanspruchungen mehr auftreten, auch kleiner und leichter gebaut werden können. @Da, bei unter Öl liegenden Lastschaltern keine Ölverrußung mehr auftritt, können diese an beliebiger (Stelle in Transformatorkesseln eingebaut werden. Vorteilhaft ist ferner, daß die Isolation gegen Erde, da diese nunmehr stets in sauberem Öl liegt, wesentlich kleiner als bisher bemessen werden kann. -Ganz besonders treten die vorgenannten Vorteile bei kleineren Frequenzen, insbesondere hei i62/3 Hz auf, denn bei [diesen Frequenzen war bisher der Kontäktabbrand besonders hoch, und außerdem mußten, sofern in Luft geschaltet wurde, stets besondere Maßnahmen zur Führung der langen Lichtbogen getroffen werden. Alle diese Nachteile lassen sich bei der erfindungsgemäßen .Anordnung vermeiden, und es können mit der erfindungsgemäßen Anordnung nicht nur räumlich kleinere Konstruktionen erzielt werden, sondern darüber hinaus die bei Triebfahrzeugen vorkommenden hohen Schaltzahlen leicht gemeistert werden.Even if the .synchronous switching relays are generally used for .work in Air are suitable: they can also be encapsulated oil-tight and with used under oil operating circuit breakers. The invention not only brings the advantage that the switches are arc-free and consequently without contact erosion and with switches located under oil can be switched without oil soot, but it has the further advantage that the switches used are attached to them practically no switching current loads occur, also smaller and lighter can be built. @ There, no sooting of oil with load switches that are under oil occurs more, they can be built into the transformer boilers at any point will. It is also advantageous that the insulation against earth, since this is now always is in clean oil, much smaller than can previously be measured. -Quite in particular, the aforementioned advantages occur at lower frequencies, in particular at i62 / 3 Hz, because at [these frequencies the contact erosion was special up to now high, and in addition, if the switch was in air, special measures were always required to guide the long arc. Let all of these drawbacks Avoid with the .Arrangement according to the invention, and it can with the according to the invention Arrangement not only spatially smaller constructions can be achieved, but above In addition, the high switching rates that occur in locomotives can easily be mastered will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arc-free switch, in particular suddenly actuated load switch for step control devices, in particular from Transformers and chokes or the like., Characterized in that the Sehalter (e.g. i i, Fig. 7) with an unstoppable sequence of the switching process only briefly live synchronous high-speed switches (23 and 24, Fig. 7) are assigned which take over the switch-off processes by putting the switching current in its zero crossing interrupt.

2. Switch according to claim i, characterized in that .that @the contacts (a, b, Fig. 2 to 6) of the synchronous switching device between two positively coupled, parallel switches (A and B) are installed, one of which carries the operating current and of which others, lying in series with the contacts of the synchronous switching device, the current during the switch-off process for a maximum of one or two half-waves, ie until the current is switched off. takes over by a synchronous switching relay in the area of the following current zero crossing.

3. Switch according to claim i and 2, characterized in that the two positively coupled switches made of two fixed contact pieces isolated from one another by a gap (i3 and 15 or 14 and 16, Fig. 7 to 12) consist of a movable, in particular rolling contact (i2) are coated.

4. Switch according to claim i, characterized characterized that in the control circuit of the synchronous high-speed switch (23 or 24, Fig. 7) Auxiliary switches (28 or 29) that come from the spring load switch drive be operated.

5. Switch according to claim i to 4; characterized in that the synchronous switching devices (e.g. 23, 24, Fig. 7) are encapsulated in an oil-tight manner.