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Anordnung zum Prüfen von elektrischen Stromunterbrechern, insbesondere
von Hochspannungs-Hochleistungsschaltern
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum
Prüfen von elektrischen Stromunterbrechern, insbesondere von Hochspannungs-Hochleistungsschaltern
mit zwe!i getrennten Energiequellen für den Hochstromkreis und den als Schwingungskreis
ausgebildeten Hochspannungskreis. Bei einer solchen vonWeil vorgeschlagenen und
imPrinzip inAbb. I dargestellten Prüfanordnung wird dem betriebsfrequenten Hochstrom
ik über eine gesteuerte Schaltvorrichtung kurz vor seinem Nulldurchgang ein sinusförmiger
Strom kleinerer Amplitude, aber höherer Frequenz (Schwingstrom iS) aus dem Hochspannungskreis
überlagert, wodurch man mit dem Nullwerden des überlagerten Stromes sofort an den
Schaltkontakten des Prüfschalters Sp die diesen Schwingstrom treibende Spannung
als Prüfspannung erhält. Um dabei die hohe Prüfspannung von der Hochstromquelle
G fernzuhalten, ordnet man vor dem Prüfschalter Sp einen Hilfsschalter Sh an, der
den Hochstromkreis kurz vor dem Nulldurchgang des Ausschaltstromes des Prüfschalters
öffnet und die Hochstromquelle vom Hochspannungskreis trennt.
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Tritt infolge nicht genügender Entionisierung der Prüfschaltstrecke
eine Neuzündung ein odef soll der Schalter erst nach mehreren Halbwellen löschen,
so ist es für die betriebsgetreue Prüfung erforderlich, daß auch der Hochstrom während
der nächsten Halbwelle über den Prüfschalter fließt.
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Hierzu muß der Hilfsschalter entweder überbrückt
oder
wieder geschlossen werden. Es sind bereits Schaltanordnungen vorgeschlagen worden,
die diesen Vorgang ausführen.
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Die Fortsetzung des Prüfvorganges nach der Neuzündung der Prüfschaltstrecke
bedingt nun nicht nur die Überorückung bzw. Wiedereinschaltung des Hilfsschalters,
sondern auch eine entsprechende Anpassung der Prüfspannung an die geänderte Polarität
des Hochstromes. Die übliche Weilprüfschaltung benutzt als treibende Spannung für
den Schwingstrom eine an dem Kondensator Cs liegende hohe Gleichspannung. Für die
Umpolung dieser Gleichspannung sind mehrere Schaltvorrichtungen erforderlich, außerdem
sind zur Erzeugung der hohen Gleichspannung umfangreiche Geräte notwendig. Die Erfindung
geht deshalb von der in Schaltprüfanordnungen an sich bekannten Verwendung einer
Wechselstromquelle hoher Spannung aus, die einen einfacheren Aufbau der Prüfanordnung
ermöglicht. Bei diesen Prüfanordnungen liefert ein von der Hochstromquelle gespeister
Transformator eine synchron und um go0 phasen verschoben zum Hochstrom schwingende
Spannung über einen Ladekondensator an den Hochspannungsprüfkreis. Diese Spannung
wird dann über eine gesteuerte Schaltvorrichtung nach jedem Nulldurchgang des Hochstromes
mit der richtigen Phasenlage an die Kontakte des Schalters gelegt Damit aber der
Kondensator nach einer Entladung noch vor dem nächsten Null durchgang des Hochstromes
wieder auf die volle Spannung aufgeladen wird, muß der Transformator eine sehr kleine
KurzschluBspannung aufweisen. Hierzu ist wir derum bei der hohen Prüfspannung ein
sehr leistungsfähiger und daher teurer Transformator erforderlich.
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Dieser Nachteil des hohen Energiebedarfes und der Notwendigkeit leistungsfähiger
und teurer Transformatoren wird dadurch vermieden, daß erfindungsgemäB die Schaltvorrichtung
jeweils nach zwei Halbwellen ausschaltet. Infolge der äußerst geringen Dauer der
beiden Schwingstromhalbwellen von etwa I ms kann keine stärkere Entladung des Kondensators
Cs eintreten und auch noch keine merkliche Änderung der go°-Phasenverschiebung zwischen
Prüfspannung und Hochstrom durch das Parallelschalten der Schwingdrossel Ls und
der Kapazität Ce zum Kondensator Cs erfolgen. Dadurch erscheint die Prüfspannung
am Ende der neuen Hochstromhalbwelte stets mit der vollen Größe am Prüfling, ohne
daß ein Transformator hoher Leistung vorgesehen werden muß. Derart günstige Verhältnisse
ergeben sich nicht, wenn bei einem schwächer bemessenen Transformator keine Begrenzung
der Schwingstromhalbwellen vor sehen ist. In einem solchen Fall würde die Spannung
vor den einzelnen Nulldurchgängen des Hochstromes so weit absinken, daß am Beginn
der eigentlichen Spannungsprüfung die Prüfspannung nicht mehr mit ihrer vollen Größe
auftritt und somit die Prüfung des Schalters bei einer niedrigeren Spannung, als
sie dem Netzbetrieb entspricht, erfolgt.
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Die Begrenzung des Schwingstromes auf zwei Halbwellen hat auch den
Vorteil, daß die Schwingkreis spannung durch die auf den ersten Nulldurchgang folgendes
Halbwelle des Schwingstromes.selbsttätig ohne zusätzliche Steuergeräte wieder auf
die Transformatorspannung zurückgeführt wird, so daß sie am Beginn der neuen Spannungsprüfung
wieder mit der richtigen Polarität auftritt.
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Zur Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen. Nach
Abb I fließt der von der Hochstromquelle G kommende Hochstrom ik über den Hilfsschalter
Sh und den Prüfschalter Sp zur Hochstromquelle zurück. Die von dem Hochspannungstransformator
T an den Kondensator Cs ge legte Spannung treibt über die Drossel Ls und die gesteuerte
Funkenstrecke F den Strom iS über den Prüfschalter. Die Drossel Ls bildet mit den
Kondensatoren Cs und Ce, wobei letzterer mit dem Dämpfungswiderstand Rd in Reihe
liegt und dem PrüfschalterSp parallel geschaltet ist, einen Schwingungskreis mit
einer Frequenz, deren Höhe sich aus den Größen der Drossel Ls und der resultierenden
Kapazität aus Ce und Cs ergibt. Der Einsatz des Schwingstromes is erfolgt kurz vor
dem Nulldurchgang des Hochstromes ik (Abb. 2). Dadurch erhält man beim Nullwerden
des Schwingstromes an den Klemmen des Prüfschalters Sp sofort die diesen Strom treibende
Spannung als Prüfspannung, ohne daß eine zeitliche Verzögerung zwischen dem Aufhören
des Hochstromes und dem Einsatz der Hochspannung eintritt.
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Damit am Ende der nach einer Neuzündung wiedereingeschalteten Hochstromhalbwelle
die Schalterprüfung mit der richtigen Polarität der Schwingspannung Ucs durchgeführt
werden kann, ist im Hochspannungskreis die gesteuerte Funkenstrecke F angeordnet.
Diese Funkenstrecke ist zweckmäßigerweise mit einer Hilfszündung versehen und als
Schaltfunkenstrecke so ausgebildet, daß sie den Schwingstrom iS jeweils nach zwei
Halbwellen löscht. Die Zündung der Funkenstrecke wird durch die zweite auf den ersten
Nulldurchgang folgende Halbwelle des Hochstromes veranlaßt, die über ein nicht weiter
dargestelltes Steuergerät die Hilfszündung der Funkenstrecke F beeinflußt und damit
den Hochspannungskreis schließt.
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Wie aus Abb. 2 hervorgeht, geht die Spannung Ucs am Ende der zweiten
Schwingstromhalh welle wieder in die Trausformatorenspannung Ut über, so daß zufolge
der sich periodisch ändernden und synchron mit entsprechender Phasenlage zum Hochstrom
schwingenden Trans form atorsp annung Ut am Ende der zweiten HochstromhalS welle
ik die Voraussetzungen zu einer erneuten Prüfung gegeben sind. Tritt am. Ende der
zweiten Hochstromhalbwelle nach Überlagerung einer neuen Schwingstrotnhalbwelle
keine Neuzündung mehr an der Prüfschaltstrecke ein, so steht am Ende dieser Schwings
tromhzlbelle die Einschwingspannung Uce an den Schaltkontakten an.
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Die Schaltfunkenstrecke F wird zweckmäßig mit Einrichtungen versehen,
durch die der Lichtbogen
im Raum geringer Löschmitteleinwirkung
gezündet und an einer Stelle stärkerer Löschmitteleinwirkung gelöscht wird. An Stelle
von Schaltfunkenstrecken können auch andere Schaltvorrichtungen, z. B. Entladungsgefäße,
Leistungsschalter mit Löschung des Lichtbogens durch die reflektierte Druckwelle
oder mechanisch betätigte Schalter vorgesehen sein.
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PATENTANSPROCHE: I. Anordnung zum Prüfen von elektrischen Stromunterbrechern,
insbesondere von Hochspannungs - Hochleistungsschaltern, mit zwei getrennten Energiequellen
für den Hochstrom--kreis und den als Schwingungskreis ausgebildeten Hochspannungskreis,
den eine synchron und um go0 phasenverschoben zum Hochstrom schwingende Spannung
speist und dem ein dem betnebsfrequenten Hochstrom über eine gesteuerte Schaltvorrichtung
(F) kurz vor dessen Nulldurchgang überlagerter höherfrequenter Strom kleinerer Amplitude
(Schwingstrom) entnommen ist, und mit einer Vorrichtung zum Wiedereinschalten des
Hochstromes bei einer Neuzündung des Prüflings, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schaltvorrichtung (F) den Schwingstrom jeweils nach zwei Halbwellen ausschaltet.