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Verfahren zur PriSfung von elektrischen Stromunterbrediern mit hoher
Liditbogenspannung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prüfung von elektrischen
Stromunterbrechern mit hoher Lichtbogenspannung, wie Magnetblasschalter und Sicherungen,
in einer Anordnung mit zwei voneinander getrennten Stromquellen für den Hochstrom
und die Prüfspannung, bei dem dem Hochstrom kurz vor seinem Nuliwerden ein Strom
aus dem als Schwingkreis ausgebildeten Prüfspannungskreis überlagert wird.
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Es ist bekannt, elektrische Stromunterbrecher w.ie Hochspannungs
leistungsschalter in Prüfanordnungen mit zwei voneinander getrennten StromqueIlen
für den Hochstrom und die Prüfspannung auf ihre Schaltleistung zu prüfen. Bei einer
dieser Prüfanordnungen wird dem Hochstrom kurz vor seinem NulXlwverden ein Strom
kleiner Amplitude -und höherer Frequenz aus dem als Schwingkreis ausgebildeten Prüfspannungskreis
überlagert, so daß der letzte Teil des Hochstromes durch den Schwingstrom des Prüfspannungskreises
ergänzt und die Prüfspannung unmittelbar beim Nullwerden dieses Schwingstromes als
Wiederkehrspannung erhalten wird Dieses Prüfverfahren eignet slich so lange, als
die Form des Hochstromes
kurz vor seinem Nuliwerden nicht allzusehr
von der Sinusform abweicht, wie es für Druckgasschalter und Ölschalter mit ihrer
kleinen lLichtbogenspannung zutrifft.
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Werden jedoch Stromunterbrecher mit hoher Lichtbogenspannung, z.
B. Magnetblasschalter und Sicherungen, geprüft, so vermag der aus dem Schwingkreis
der bekannten Prüfanordnung entnommene Strom die durch die hohe Licthtbogenspannung
hervorgerufene starke Verformung des Stromes nicht mehr auszugleichen. Um auch solche
Stromunterbrecher - auf wirtschaftliche Weise mit einer Stromquelle niedriger Spannung
für den Hochstrom und einer Hochspannungsquelle für den Schwingstrom prüfen zu können,
wird erfindungsgemäß der überlagerte Strom aus dem Prüfspannungskreis von einer
solchen Höhe und einer solchen höheren Frequenz als die des Hochstromes gewählt,
daß sein Anstieg dem des Hochotromes entspricht und daß der durch diese Frequenz
hedingte Spannungsverlust durch Erhöhung der Schwingkreisspannung bei gleichbleibendem
Stromanstieg kompensiert wird. Der Vorgang ist dabei so, daß beispielsweise bei
der Prüfung eines Magnetblasschalters der Hochstrom für eine oder mehrere Halbwellen
fließt und nach tSiben der Kontakte gegen Ende der letzten Halbwelle aus dem Sdhwingkreis
der Schwingstrom hinzugeschaltet wird. Dieser hat den gleichen Anstieg im Anfang
und auch die gleiche Höhe wie der Hochstrom und ersetzt ihn - dadurch prakt.isch.
Die Prüfung kann so unter den gleichen Verhältnissen erfolgen, wie dies bei ständigem
Vorhandensein der Netzspannung als treibende Spannung gescheren würde, ohne daß
die den Hochstrom liefernde Stromquelle auch für die hohe Prüfspannung ausgelegt
werden muß. Unter Umständen kann auch der Hochstrom direkt aus dem Netz ohne Zwischenschaltung
eines Generators bezogen werden. Der Prüfspannungskreis selbst läßt sich sehr leicht
für die erforderliche Leistung auslegen.
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Unter Umständen kann zur wirtschaftlichen Auslegung bei gleichem Stromanstieg
die Eigenfrequenz des Schwingkreises gegenüber der Netzfrequenz erhöht werden.
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Besonders einfach wird die Priifanordnung, wenn man insbesondere
für Sicherungen überhaupt auf den Hochfstromkreis verzichtet und gemäß einer weiteren
Ausbildung der Erfindung nur den Prüfspannungskreis zur Prüfung verwendet Da die
Sicherung außerordentlich schnell ausschaltet, so genügt für ihre Prüfung schon
der Anstieg des Schwingstromes allein. Wie schon erwähnt, kann man in diesem Falle
eine höhere Frequenz für die Prüfspannung wählen, wodurch sich besonders an Kondensatoren
eine erhebliche Einsparung ergibt.
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Die stationäre Wiederloehrspannung würde aber wegen der höheren Frequenz
bis zum Nullwerden des Stromes auf einen niedrigeren Wert absinken, als es bei der
Netzfrequenz der Fall wäre. Um trotz dem eine den Netzverhältnissen entsprechende
Spannungsbeanspruchung der Sicherung zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Schwingkreisspannung
entsprechend höher zu wählen. Dabei ist auch die Induktivität der Drossel zu verändern,
damit weiter gilt: di*/dt = disldt (ik = Kurzschlußstrom aus dem Netz, iS = Schwingstrom).
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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Stromdiagramm dargestellt, das in
der ersten Halbwelle den Strom des Hochstromkreises 4 zeigt, dem kurz vor seinem
Nullwerden der Schwingstromis überlagert wird.
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Der Strom 4 zeigt am Ende eine leichte Ve£ formung, die durch die
beginnende Lichtbogenspannung hervorgerufen wird. Der Strom iS hat den -gleichen
Anstieg wie der Strom 4 und wird zweckmäßig auch von der gleichen Höhe gewählt.
Bei der Abschaltung erfährt dieser Strom eine durch die gestrichelte Kurve dargestellte
starke Abweichung von der Sinusform.
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Fig. 2 zeigt die Schaltungsanordnung zur Prüfung des Schalters Sp,
dem ein Hilfsschalter Sh vorgeschaltet ist. Diese Schaltungsanordnung entspricht
der bekannten Weil-Prüfschaltung. Von der Wechselstromquelle fließt zunächst der
Hochstrom über die beiden Schalters} und Sp. Nach gleichzeitiger Öffnung beider
Schalter kurz vor dem Ende der Stromhalbwelleik wird über eine nicht dargestellte
Steuereinrichtung die Funkenstrecke F zum Überschlag gebracht. Dadurch kann der
Schwingstrom is aus dem Prüfspannungsschwingkreis, der von der Schwingspule Ls und
dem auf Gleichspannung aufgeladenen Kondensator Cs gebildet wird, über den Prüfsohalter
S, fließen.
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In der Fig. 3 ist der Strom- und Spannungsablauf hei der Prüfung
einer Hochleistungssicherung dargestellt. Der Hochstrom 4 geht so frühzeitig gegen
Null, daß das vorhandene Strombild auch bei einem kleineren Strom höherer Frequenz
entstehen kann. Während jedoch bei dem netzfrequenten Strom 4 die treibende Spannung
im Nuliwerden des Stromes den Momentanwert 1 erreicht hat, ist die dem Schwingstromis
zugeordnete Spannung us bereits auf dem Momentanwert 2 abgesunken. Um diesen Spannungsverlust
A auszugleichen, wurde die Anfangsspannung ua des Schwingkreises um A ilGa vergrößert,
so daß die schwingende Spannung trotz höherer Frequenz nur bis zu dem Momentanwert
1 absinkt.
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Es ist noch zu bemerken, daß dieser Spannungsverlust nicht zur Gänze
durch eine höhere Anfangsspannung ausgeglichen zu werden braucht, da die Abschaltüberspannung
bei größerer Anfangsspannung und gleichbleibendem Stromanstieg ebenfalls größer
wird und ausgleichend. wirkt.