SE517814C2 - Elektrisk kopplare, användning av en kopplare, anläggning för ett flerfasnät, ställverk och förfarande för brytning av en strömväg - Google Patents

Description

lin»- u . o n » a» 1 7 8 1 4 .=..= ÉII; 2 utrustning anslutna till nämnda strömväg vid uppträdande av fel och minska materialslitage hos de kontakter som ingår i det andra kontaktdonet.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till något speciellt om- råde hos driftströmmen genom en dylik elektrisk kopplare i slutet tillstånd, och inte heller till några speciella spänningsnivåer före- kommande hos nämnda strömväg, men det kan ändå nämnas att den är speciellt användbar för mellanspänning, det vill säga motsvarande 1-52 kV systemspänning, varvid driftströmmen ifråga typiskt sett kan vara 1 kA, men både lägre och högre spänningar och strömmar än dessa är tänkbara.

I allmänhet används en dylik elektrisk kopplare för in- och urkoppling av laster för att åstadkomma brytning av en strömväg vid uppträdande av något fel, såsom en kortslutning, utmed strömvägen. Felet kan exempelvis vara förorsakat genom att en kabel hos ett växelspänningsdistributionsnät klipps av av en grävskopa. Det är då viktigt att snabbt bryta strömvägen för att minimera person- och egendomsskador. Det är inte nödvändigt, men fullt möjligt, att det andra kontaktdonet hos en sådan kopplare åstadkommer en för ögat synlig brytning, även kallad frånskiljning, vilket är nödvändigt då brytningen av strömvägen görs för att någon typ av underhållsarbete skall göras utmed strömvägen, exempelvis efter det att ett träd fallit ned på en kraftledning.

En kopplare av detta slag är speciellt väl lämpad att anordnas inom ställverk för elförsörjning inom industrier eller vid distribu- tions- eller transmissionsnät. Det kan även nämnas att den med fördel kan användas för att snabbt kunna bortkoppla en generator och andra apparater från ett växelspänningsnät för skyddande av dessa mot olika typer av störningar eller fel på växelspånningsnätet.

Det påpekas att "ledande tillstånd” ovan är att ge en vid bety- delse, och det är inte nödvändigt att ett halvledarelement på väg »rann 517 814 3 in i eller i det ledande tillståndet verkligen leder, utan detta avses även täcka in att det kan bringas att i det ögonblicket leda om så skulle önskas, vilket skulle kunna vara fallet för ett tändbart halvledarelement, som en tyrjstor, medan ett passivt halvledar- element i form av en diod istället alltid kommer att leda i det le- dande tillståndet sådant detta här definieras.

Vidare påpekas att "kontaktdon" inbegriper alla typer av don för öppnande och slutande av en elektrisk krets, varvid exempelvis, ehuru ej nödvändigtvis, fysisk separering av två delar under bildande av ett gap däremellan kan ske vid öppnande av kontaktdonet, och detta kan exempelvis ske genom att en rörlig kontakt som förbinder två på avstånd anordnade kontakter förflyttas så att dessa ej längre är i förbindelse med varandra eller att en rörlig kontakt är i anliggning mot en fast kontakt och förflyttas bort från denna. Kontaktdon utan fysisk separering av kontakter vid öppning är dock tänkbara.

Tidigare kända elektriska kopplare av det inledningsvis nämnda slaget, såsom exempelvis den känd genom US 4 459 629, uppvi- sar en förhållandevis kostsam styrelektronik för att åstadkomma öppnandet av de båda kontaktdonen vid önskemål om brytande av nämnda strömväg eller slutande av kontaktdonen vid återupp- råttande av strömvägen på ett väl definierat sätt med en krävd, precis samordning av manövreringen av de båda kontaktdonen.

En annan nackdel med tidigare kända så kallade hybridbrytare är att de lämnar en del övrigt att önska vad gäller snabbheten med vilken brytningen kan ske, då ett visst läge hos växelspänningen för nämnda strömväg måste inväntas innan brytningsförloppet kan påbörjas. Man har försökt komma till rätta med detta problem genom att anordna halvledarelement i olika kopplingskretsar hos en sådan elektrisk kopplare för att använda separata halvledarelement vid skilda lägen hos den momentana växelströmmen på nämnda strömväg för att på så sätt förkorta tiden mellan upptäckt av behov av brytning och fullbordat öppnande av strömvägen genom kopplaren. Halvledarelementen u s uøunv l-tw» 51 7 81 4 D* 4 står dock för en betydande del av totalkostnaden för en sådan kopplare, varför en sådan lösning blir kostsam.

SAMMANFATTNING AV UPPF_|NNlNGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en elek- trisk kopplare av inledningsvis definierat slag, vilken uppvisar en möjlighet till ett snabbt öppnande av nämnda strömväg vid upp- stående av behov därav oberoende av det ögonblickliga läget hos växelströmmen utan att kopplaren blir överdrivet kostsam och samtidigt kräver endast låg manöverenergi.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att det totala an- talet kontaktdon hos kopplaren är åtminstone fyra med två serie- kopplade i var sin av två i nämnda strömväg parallellkopplade grenar, att halvledarelementet är anordnat att förbinda mittpunk- terna mellan de båda kontaktdonen hos vardera gren med var- andra, att kopplaren innefattar åtminstone ett organ anordnat att avkänna riktningen på strömmen igenom kopplaren, att styren- heten är anordnad att styra öppning av strömvägen genom att styra ett i den rådande strömriktningen sett före nämnda mitt- punkt beläget första kontaktdon hos den ena, första grenen att öppna och ett i strömriktningen efter mittpunkten beläget andra kontaktdon hos den andra grenen att öppna för överförande av strömmen till en temporär strömväg igenom halvledarelementet när detta är i eller på väg in i ledande tillstånd och sedan bryta strömvägen igenom kopplaren när halvledarelementet är i ett till- stånd av spärrande av ström genom sig genom öppnande av åt- minstone ett kontaktdon hos kopplaren anordnat i den temporära strömvägen igenom halvledarelementet, och att styrenheten är anordnad att välja vilken gren som skall vara den första på grundval av informationer från avkännarorganet.

Genom denna utformning av kopplaren kan en förutbestämd bryt- sekvens påbörjas så snart ett behov därav detekteras fastän kopplaren kan uppvisa ett enda nämnt halvledarelement, lilnn 517 81 4 " eftersom nämnda kontaktdon alltid kan manövreras så att en temporär strömväg åt ett och samma håll genom halvledarele- mentet kan åstadkommas oberoende av riktningen på växel- strömmen genom kopplaren. Kostnaden för halvledarelement kan på detta sätt åtminstone halveras i förhållande till andra kända hybridbrytare med liknande snabbhet, vilka har två motriktade halvledarelement istället för ett.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är styrenhe- ten anordnad att efter överförandet till den temporära strömvägen öppna åtminstone ett av a) det andra kontaktdonet hos den första grenen och b) det första kontaktdonet hos den andra grenen för att bryta strömvägen genom kopplaren. Genom att utnyttja ett av dessa kontaktdon för brytande av den temporära strömvägen är det möjligt att hålla antalet kontakter hos kopplaren och därmed kostnaden för denna nere.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar kopplaren åtminstone en rörlig kontaktdel anordnad att bilda en galvanisk förbindelse mellan två fasta kontakter hos respektive kontaktdon och bryta denna förbindning för slutande respektive öppnande av kontaktdonet. Detta utgör ett enkelt och tillförlitligt sätt att manövrera kontaktdonen pà.

Enligt en särdeles föredragen vidareutveckling av sistnämnda utföringsform av uppfinningen uppvisar kopplaren en enda nämnda rörlig del för alla kontaktdon anordnade utmed en och samma av nämnda parallellkopplade grenar, den rörliga delen är anordnad att i kopplarens slutna tillstånd sluta samtliga kontaktdon hos grenen ifråga, och enheten är anordnad att styra denna rörliga del att utföra en enda mekanisk rörelse för att öppna eller sluta kontaktdonen hos respektive gren. Detta innebär möjlighet till en mycket enkel styrning av de olika kontaktdonen, så att inte någon komplicerad styrelektronik krävs för detta. Härvid är det speciellt fördelaktigt om de båda rörliga delarna är sammankopplade med varandra för öppnande respektive slutande av strömvägen igenom kopplaren genom en vimv 517 814 6 enda mekanisk rörelse av en enhet i vilken de båda rörliga delarna ingår. Härigenom kan öppnandet eller slutandet av strömvägen genom kopplaren ske under perfekt synkronisering av öppnandet respektive sluta_ndet av de olika kontaktdonen med mycket enkla medel. En annan fördel är att en enda drivinrättning kan användas för att åstadkomma alla öppningar genom att driva nämnda enhet och därmed de båda rörliga delarna att utföra en rörelse. Det påpekas här att de båda rörliga delarna skulle kunna hänga ihop på sådant sätt att de i praktiken utgörs av en och samma del, men det är nödvändigt att i så fall partier hos denna del bildande var sin av nämnda rörliga delar är elektriskt isolerade i förhållande till varandra. Genom att öppnandet eller slutandet av den elektriska kopplaren sker genom en enda mekanisk rörelse uppnås förbättrade möjligheter att göra manövreringen snabbare, då endast en acceleration av en rörlig del är nödvändig.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är kontaktdonen tillhörande en och samma av nämnda båda grenar anordnade utmed en cirkelbåge. Detta möjliggör ett slutande el- ler öppnande av strömvägen genom kopplaren genom en roteran- de rörelse av den rörliga delen, vilket förbättrar både flexibilite- ten och möjligheten att efter en viss rörelse hos den rörliga delen snabbt flytta denna till ett annat läge än den hade före denna rö- relse. Exempelvis blir det möjligt att efter öppnande av nämnda strömväg genom roterande av nämnda rörliga del i en riktning åter sluta strömvägen antingen genom att rotera den rörliga de- len tillbaka till det slutna läget i motsatt rotationsriktning eller fortsätta rotationen av den rörliga delen tills det slutna läget upp- nås. Det blir dessutom enklare att manövrera kopplaren med t.ex. en elektrisk motor.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är kontaktdonen tillhörande en och samma av nämnda båda grenar anordnade utmed en rät linje, och kontaktdonen är utformade att slutas av nämnda rörliga del genom en relativrörelse av ett hanartat och ett honartat organ för ingrepp i varandra. Detta gör sin; 517 814 7 det möjligt att låta kontakterna hos ett sådant kontaktdon i det slutna läget uppnå en kontinuerligt runtomgående elektrisk kon- takt med varandra utan något avbrott, så att problem på grund av osymmetriska kontakt- och st_römkrafter undviks. Därvid har det visat sig vara fördelaktigt att utforma den rörliga delen som det hanartade organet och föranstalta så att ett honartat kontaktorgan är anordnat att komma till anliggning runt den rörliga delen vid en rörelse av denna in i det honartade organet.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar kopplaren organ anordnade att väsentligen kontinuerligt känna av riktningen och storleken hos strömmen genom koppla- ren och sända ut informationer om detta till styrenheten, vilket gör det möjligt för styrenheten att momentant reagera på oregel- bundenheter hos strömmen, vilka skulle kunna motivera ett bry- tande av ifrågavarande strömväg.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar kopplaren en spänningsbegränsande anordning parallell- kopplad med halvledarelementet, och anordningen är anordnad att börja leda vid en spänning däröver i närheten av halvledar- elementets maximala spänningstàlighet. Detta är möjligt genom att i kopplarens slutna och öppna tillstånd ingen spänning kom- mer att ligga över halvledarelementet och därigenom inte heller över anordningen, så att denna inte kommer att värmas upp av några läckströmmar därigenom. Genom anordningen, som kan vara en varistor, kan den första spänningstoppen som uppstår över halvledarelementet genom den återvändande spänningen efter öppnandet av det första kontaktdonet begrän-sas, vilket i fallet av ett enda halvledarelement gör att detta kan dimensione- ras för att kunna klara av att hålla en lägre återvändande spän- ning i sin spärriktning och därmed blir billigare än eljest, men framförallt kan i fallet av flera seriekopplade halvledarelement genom ett anordnande av en sådan varistor parallellt med varje halvledarelement antalet sådana seriekopplade halvledarelement med en given spänningstålighet reduceras. Därigenom undviks att något enskilt halvledarelement får en högre spänning över sig 1»>»» I - ø « o: 517 814 än vad det tål, medan andra halvledarelement får en lägre spän- ning över sig.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar kopplaren medel anordnade att inverka höjande på spän- ningen vid separerande av två kontakter i samband med öppnan- det av det första kontaktdonet. Spänningen vid kontaktseparatio- nen är normalt i storleksordningen 12-15 V, och driver på över- förande av strömmen till, det parallellkopplade halvledarelemen- tet. Ju högre denna spänning är desto snabbare kan strömmen matas in i halvledarelementet. Genom anordnandet av nämnda medel uppnås ett mindre materialslitage och kontaktstället kom- mer även att hålla bättre isolationsmässigt.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen inne- fattar nämnda medel flera seriekopplade första kontaktdon an- ordnade att väsentligen samtidigt öppnas för överförande av strömmen till halvledarelementet. Genom en sådan seriekoppling av flera kontaktdon kommer den spänning som kommer att driva på ledningen av halvledarelementet att ökas, då denna kommer att bildas genom en addition av spänningarna hos de serie- kopplade kontaktdonen med just nämnda fördelaktiga resultat som följd.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda medel bildade av att i det första kontaktdonet ingående kontakter har åtminstone en del av ablaterande material anordnat att hettas upp och förångas till gaser för gasblåsning på ljusbå- gen vid separerande av två kontakter vid öppnande av det första kontaktdonet, vilket även det åstadkommer en högre ljusbågs- spänning och snabbare kommutering av strömmen till halvledar- elementet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är halvledar- elemetet en diod, vilket ofta torde vara att föredraga, då en så- dan lösning blir billig i förhållande till andra styrbara halvledar- element och även mycket tillförlitlig. Det är dock även tänkbart lvl»- » - o o nu 517 814 att halvledarelementet är styrbart, såsom en tyristor, och det skulle även kunna vara släckbart, såsom en GTO eller en IGBT, för att möjliggöra ett snabbare brytningsförlopp. Det skulle även i vissa situationer kunna vara fördelaktigt att anordna ett bidirektionellt halvledarelement, det vill säga ett halvledar- element som kan spärra och leda i båda riktningarna, såsom en BCT (bidirektionellt styrd tyristor).

Används ett halvledarelement av material med ett brett energigap mellan valensband och ledningsband, det vill säga ett energigap överstigande 2,5 eV, såsom SiC och diamant, kan förhållandevis höga spänningar hanteras av kopplaren under användande av ett litet antal halvledarelement.

Uppfinningen avser även fördelaktiga användningar av en kopp- lare enligt ovan i enlighet med bifogade patentkrav, och förde- larna med dessa framgår med all önskvärd tydlighet av diskus- sionen ovan.

Likaså avser uppfinningen ett ställverk för elförsörjning inom in- dustri eller vid distributions- och transmissionsnät för mellan- eller högspänning försett med en elektrisk kopplare enligt uppfinningen.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfin- ningen kommer att framgå av den efterföljande beskrivningen och övriga osjälvständiga patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV RlTNlNGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: fig 1-3 är förenklade kopplingsscheman illustrerande en elektrisk kopplare enligt en första föredragen utföringsform av uppfin- ningen i slutet, temporärt slutet respektive öppet läge, ~-,»n 517 814 '10 fig 4-6 är förenklade vyer illustrerande en elektrisk kopplare en- ligt en föredragen utföringsform av uppfinningen i lägena enligt fig 1-3, fig 7-9 är förenklade vyer illustrerande en elektrisk kopplare en- ligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen i lägena enligt fig 1-3, fig 10-12 är förenklade vyer illustrerande en elektrisk kopplare enligt en tredje föredragen utföringsform av uppfinningen i lä- gena enligt fig 1-3, fig 13-15 är förenklade vyer illustrerande en elektrisk kopplare enligt en fjärde föredragen utföringsform av uppfinningen i lä- gena enligt fig 1-3, fig _16 illustrerar mycket schematiskt en möjlig modifiering av en kopplare enligt föreliggande uppfinning, fig 17 illustrerar hur strömmen l genom och spänningen U över halvledarelementen hos utföringsformen enligt fig 16 utvecklas över tiden i jämförelse med utföringsformen enligt någon av fig 4- , fig 18 är ett förenklat kopplingsschema illustrerande en möjlig användning av en elektrisk kopplare enligt uppfinningen för in- och urkoppling av kondensatorer till ett växelspänningsnät för re- aktiv effektkompensering, fig 19 illustrerar mycket schematiskt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 20 illustrerar mycket schematiskt en ännu ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 21 och 22 illustrerar en del av en kopplare i två olika lägen vid brytning av strömmen därigenom, och |f;a| 517 814 11 fig 23 och 24 är schematiska kopplingsscheman illustrerande två möjliga sätt att anordna elektriska kopplare enligt uppfinningen på för start av en elektrisk motor.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER AV UPPFINNINGEN I fig 1 illustreras schematiskt den allmänna uppbyggnaden av en elektrisk kopplare för växelström enligt uppfinningen, vilken är inkopplad i en strömväg 1 för att snabbt kunna öppna och sluta denna. Därvid är en sådan kopplare anordnad per fas, så att ett trefasnät uppvisar tre sådana kopplare på en och samma ort.

Kopplaren innefattar två i strömvägen parallellkopplade grenar 2, 3 med vardera åtminstone två seriekopplade mekaniska kontakt- don 4-7. Ett halvledarelement 8 i form av en diod är anordnat att förbinda mittpunkterna 9, 10 mellan de båda kontaktdonen hos vardera gren med varandra.

Kopplaren innefattar vidare ett schematiskt antytt avkännarorgan 11 anordnat att känna av riktningen och storleken på strömmen i strömvägen och sända information om detta till en enhet 12 an- ordnad att styra kontaktdonen 4-7 på sätt som kommer att be- skrivas längre ned. På detta sätt kommer styrenheten att hela tiden veta hur strömmen momentant ser ut och ögonblickligen kunna styra kontaktdonen på önskat sätt.

Funktionen hos denna elektriska kopplare är följande: när öns- kemål om brytning av strömvägen 1 uppstår, exempelvis genom att avkännarorganet 11 känner av en mycket hög ström i ström- vägen 1, vilken kan vara förorsakad av en kortslutning utmed denna, då fattar styrenheten 12 först beslut om vilka två kontakt- don, här kontaktdonen 5 och 6 (se fig 2) som skall öppna för att en temporär strömväg skall kunna upprättas igenom halvledar- elementet 8. Detta beslut är således beroende av i vilket läge strömmen i strömvägen just då befinner sig. I läget enligt fig 1 går hela strömmen igenom kopplaren igenom de båda grenarna -mln 517 814 12 2, 3 och ingenting igenom dioden. När nu brytning skall ske skall strömmen så fort som möjligt föras över till att gå igenom dioden istället. Strömmen kan kopplas in till dioden från ett visst håll un- der den del av en växelströmsperiod som ligger mellan tidpunk- ten strax innan dioden blir framspänd i den riktningen till och med dioden blir backspänd nästa gång. Detta innebär vid en helperiod av 20 ms i praktiken att ett öppnande av kontaktdonen enligt fig 2 kan ske exempelvis ca 2 ms före nollgenomgång mot framspänningsriktning till och med nästa nollgenomgång. Då vid fel halvperiod hos växelspänningen för ett öppnande av kontaktdonen 5 och 6 enligt dessa premisser föreligger, kan istället omedelbart kontaktdonen 4 och 7 öppnas för upprättande av den temporära strömvägen istället. Följaktligen kan denna temporära strömväg upprättas omedelbart efter detekterande av behov av öppnande av kopplaren.

När det i fig 2 illustrerade temporärt slutna läget uppnås genom öppnande av kontaktdonen 5, 6 bildas en liten gnista i gapet mellan kontakterna hos respektive kontaktdon, vilket resulterar i en spänning av vanligtvis 12-15 V, vilken kommer att driva på överföringen av strömmen genom dioden 8. Längre fram kommer med hänvisning till fig 21 och 22 möjliga sätt att snabba på överföringen av strömmen att beskrivas.

När sedan strömmen över kopplaren byter riktning kommer inte någon ström att flyta igenom denna, utan en spänning kommer att byggas upp över den då backspända dioden 8, och nu öppnas åtminstone ett av de båda övriga kontaktdonen 4, 7, så att den temporära strömvägen brytes, varvid denna brytning kan ske ljus- bågsfritt, då inte någon ström går igenom kontaktstället vid bryt- ningstillfället. Därigenom uppnås det i fig 3 visade helt öppna lä- get. Det är vid denna brytning viktigt att den sker så pass snabbt att spänningen över dioden 8 inte hinner byta riktning igen och denna börjar leda. Genom att frekvensen av öppnandet av kon- taktdonen kan styras i beroende av växelströmmens läge vid uppstående av behov av öppning av kopplaren kan kopplaren bringas mellan det slutna läget och det helt öppna läget enligt fig a tfluøl i 517 814 13 3 inom väsentligt kortare tid än en period, vanligtvis alltid inom ms vid en frekvens av 50 Hz hos växelspänningen.

Genom att i kopplarens slutn_a läge strömmen aldrig går igenom dioden 8 måste endast kontaktdonen 4-7 dimensioneras för drift- strömmen, som exempelvis kan vara 1000 A, medan dioden di- mensioneras för möjlig kortslutningsström, vilken skulle i ett så- dant fall kunna vara 25 kA. Denna skall den dock tåla under en- dast en mycket kort tid, och dimensioneringen av dioden kan göras utan något hänsynstagande till någon ständig driftström genom kopplaren. Vidare måste dioden vara dimensionerad för den återvändande spänningen som under en kort tidsperiod appliceras över denna efter öppnandet av de båda kontaktdonen som öppnas först. Denna kan i fallet av en nätspänning av 12 kV exempelvis vara ca 20 kV. Själva kontaktdonen hos kopplaren måste dock i det öppna läget enligt fig 3 kunna tåla en betydligt högre så kallad impulsspänning, vilken i detta fall skulle kunna vara 75 kV.

Kopplaren kan med fördel anordnas på sådant sätt att brytstället i läget enligt fig 3 är synligt, dvs som frånskiljare, så att arbeten kan utföras utmed strömvägen i detta läge. Utnyttjandet av samma halvledarelement i den temporära strömvägen oberoende av åt vilket håll denna går genom kopplaren möjliggör stora kostnadsinbesparingar genom att antalet halvledarelement blir väsentligt reducerat i förhållande till tidigare kända kopplare av detta slag.

I fig 4-6 illustreras schematiskt hur en elektrisk kopplare för växelström enligt en första föredragen utföringsform och med den funktion som illustreras i fig 1-3 är uppbyggd. Denna uppvisar två rörliga kontaktdelar 13, 14, vilka är anordnade att bilda en galva- nisk förbindning mellan två fasta kontakter hos respektive kon- taktdon för slutande av kontaktdonet. Därvid är respektive rörliga del anordnad att i kopplarens slutna tillstånd sluta samtliga kon- taktdon hos var sin av grenarna 2, 3. Här är även två ytterligare fasta kontakter 9', 10' anordnade mellan de båda kontaktdonen mao: 517 814 14 hos respektive gren och en gren 15 mellan de båda andra grenarna som halvledarelementet är anordnat i, och dessa fasta kontakter är ävenledes anordnade att förbindas galvaniskt med varandra genom respektive rörliga del 13, 14. De båda rörliga delarna 13, 14 är stelt förbundna med varandra genom att de är anordnade på en och samma skiva 16, som är anordnad att kunna fritt rotera kring en centrumaxel 17. Det är uppenbart av beskrivningen ovan hur den elektriska kopplaren enligt fig 4-6 övergår från det slutna läget enligt fig 4 till det helt öppna läget enligt fig 6, och det är således det vid detekterande av ett behov av öppnande rådande tillståndet hos strömmen igenom kopplaren som avgör åt vilket håll de rörliga delarna 13, 14 skall rotera för snabbast möjliga öppnande av kopplaren. l fig 7-9 illustreras schematiskt hur en kopplare enligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen bringas mellan ett slu- tet läge (fig 7), ett temporärt slutet läge (fig 8) och ett öppet läge (fig 9). Även denna kopplare uppvisar två rörliga kontaktdelar 18, 19, vilka här är av stavartad utformning och anordnade att fun- gera som hanorgan anordnade att mottagas i honorgan i form av kontaktringar 20 för runtomgående elektrisk kontakt därmed. De båda kontaktdelarna 18 och 19 är stelt förbundna med varandra till en enda enhet, och de är anordnade att förflytta sig parallellt med varandra åt ett och samma håll för öppnande eller slutande av kopplaren. Därvid avgör den momentana riktningen hos strömmen genom kopplaren åt vilket håll, i fig 7 sett uppåt eller nedåt, som de stavartade elementen skall röra sig för att utifrån läget enligt fig 7 åstadkomma ett öppnande av kopplaren. När strömriktningen är den som visas i fig 7 fattas beslut om att för- flytta de rörliga delarna 18, 19 nedåt för att snabbast möjligt etablera en temporär strömväg igenom dioden 8.

I fig 10-12 illustreras en kopplare enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från den enligt fig 7-9 genom att här de båda rörliga delarna 18,19 är inbördes så hopkopplade genom ett vipparrangemang 21 att de rör sig vä- sentligen parallellt med varandra men åt motsatta håll. Därvid »asus 517 814 avgör det momentana läget hos strömmen genom kopplaren vid detekterande av ett behov av öppnande vilken av de båda rörliga kontaktdelarna 18, 19 som skall röra sig uppåt och vilken som skall röra sig nedåt utifrån läget enligt fig 10 för att snabbast möjligt den temporära strömvägen genom dioden 8 skall upp- rättas.

Hos utföringsformen enligt fig 13-15 har de båda rörliga kontakt- delarna 18, 19 förbundits mekaniskt med varandra för att röra sig tillsammans åt ett och samma håll utmed en väsentligen rät linje.

Därvid är delarna elektriskt isolerade relativt varandra. Åt vilket håll de rörliga delarna skall röra sig utifrån det slutna läget enligt fig 13 för att så snabbt som möjligt uppnå det temporärt slutna läget är beroende av det vid detekterande av behov av brytning förekommande läget hos växelströmmen. l fig 16 illustreras två ytterligare aspekter hos föreliggande upp- finning, varvid den ena går ut pà att flera halvledarelement 22-25 seriekopplas med varandra för att tillsammans kunna klara av en given återvändande spänning efter brytning av strömvägen. Så- ledes kan hos alla ovan visade utföringsformer varje diodsymbol ersättas med ett antal på detta sätt seriekopplade dioder. Här är det även möjligt att genom väljande av ett material med stort bandgap mellan valensbandet och ledningsbandet, såsom SiC eller diamant, uppnå att antalet krävda halvledarelement för en given spänning blir lågt.

Den andra aspekten består i att en varistor 26-29, företrädesvis av ZnO, parallellkopplas med varje halvledarelement, varvid va- ristorn är anordnad att börja leda vid en spänning däröver i när- heten av halvledarelementets maximala spänningstålighet. Detta kan åstadkommas genom att varistorerna normalt inte leder nå- gon ström alls, då inte någon spänning kommer att vara applice- rad över dessa, utan de kommer endast att erhålla en spänning över sig i samband med övergången mellan det temporärt slutna och det helt öppna läget. l fig 17 illustreras hur spänningen U över halvledarelementen 22-25 i dessas backriktning utvecklas 11.1: 517 814 16 över tiden t när spänningen stiger över dessa i det temporärt slutna läget vid tidpunkten noll. Därvid visar den streckade linjen hur spänningen över dioderna utvecklas vid frånvaro av varisto- rer och heldragna med varistorer. Det framgår sålunda att varis- torerna kapar av den första spänningstoppen. Är exempelvis fyra 5kV-dioder anordnade i serie hos ett system med en nätspänning av 12 kV och en normal återvändande spänning av 22 kV kan på detta sätt varistorerna börja leda en liten ström under den korta tid (ca 10 us) som toppen hos den återvändande spänningen va- rar, så att denna spänningstopp skulle kunna fås ned till 18 kV.

Detta betyder att det inte krävs fem seriekopplade dioder utan endast fyra, för att klara av den återvändande spänningen. Till vänster om (före) tiden O illustreras förändringen av strömmen I.

Genom att på detta sätt parallellkoppla en separat varistor med varje halvledarelement undviks att något enskilt halvledarelement får en högre spänning över sig än vad det tål, medan andra halvledarelement får en lägre spänning över sig. Det är även möjligt att anordna med halvledarelementen parallellkopplade re- sistanser eller kapacitanser för att fördela spänningen väsentli- gen lika över halvledarelementen.

I fig 18 illustreras en möjlig tillämpning av en kopplare enligt uppfinningen för inkoppling av kondensatorer 30 till ett trefasigt växelspänningsnät 31 för reaktiv effektkompensering. Därvid kan en kopplare enligt uppfinningen ersätta två brytare 32, 33, såsom illustreras i fig 18. Därvid kan vid tillkopplande av kondensatorn till fasen ifråga hos växelspänningsnätet först brytaren 32 slutas. Därefter tändes brytaren 32 till fasen ifråga anslutande tyristorer 51 så att kondensatorn 30 kopplas in vid önskad tid- punkt. Sedan slutes även brytaren 33. Därefter öppnas brytaren 32, så att tyristorerna ej måste leda längre, medan brytaren 33 är sluten och inkopplingen av kondensatorn är fullbordad. Genom att på detta sätt dioden först kopplas in när kondensatorn ifråga skall inkopplas på nätet, kan transientspänningar på nätet härrörande från en viss restspänning hos kondensatorn begränsas. :annu 517 814 17 l fig 20 illustreras hur det är möjligt att parallellkoppla halvledar- element 38, 39 för att klara en viss kortslutningsström eller helt enkelt av redundansskäl, så att kopplaren kan fungera på önskat sätt även om någon diod i det ena så kallade paketet av serie- kopplade dioder går sönder. l fig 21 illustreras schematiskt hur det skulle kunna vara möjligt att anordna en rörlig del 43, 44 som korsvis kopplar ihop kontakt- donen 4 och 7 samt 5 och 6, så att vardera rörlig del är anordnad att i kopplarens slutna tillstånd sluta samtliga därmed samhö- rande kontaktdon (för delen 43 kontaktdonen 4 och 7), varvid varje rörlig del är anordnad att utföra en enda mekanisk rörelse för att öppna eller sluta de därmed samhörande kontaktdonen. l fig 22 illustreras hur medel anordnade att inverka höjande på spänningen vid separerande av två kontakter i samband med öppnande av det första kontaktdonet skulle kunna se ut. Här tän- ker vi oss att det första kontaktdonet uppvisar två fasta kontakter 40, 41, vilka är anordnade att i det slutna tillståndet vara galva- niskt förbundna genom en rörlig del 45. Den rörliga delen 45 är vid sin ena ände försedd med ett parti 42 av ett material med en förhållandevis hög resistivitet, så att resistansen mellan den rör- liga delen 45 och kontakten 40 och därmed mellan de båda kon- takterna 40 och 41 höjs i begynnelsen av nämnda separation (lä- get enligt fig 23) under tillåtande av en ström mellan dessa kon- takter därigenom, så att en spänning som kommer att driva på överföringen av strömmen igenom halvledarelementet kommer att ökas. Partiet 42 kan exempelvis vara gjort av graflt.

En annan fördel med en elektrisk kopplare enligt uppfinningen uppnås tack vare att i fallet av en trefasspänning, vilket är det vanligaste, de tre elektriska kopplarna för varje fas är anordnade styrbara helt oberoende av varandra, vilket inte är fallet hos tidi- gare kända sådana kopplare, vilka är mekaniskt hopkopplade med varandra, så att de alla måste öppnas eller slutas samtidigt.

Vid uppstående av ett fel nära en till ett växelströmsnät ansluten generator är det möjligt att en asymmetri hos spänningen kan fö- 517 814 18 rekomma hos någon av faserna och att det dröjer flera perioder innan den blir noll, varför man hos tidigare kända elektriska kopplare måste vänta med brytningen tills man är säker på att en nollgenomgång har nåtts hos-samt|iga faser, vilket kan innebära en fördröjning i storleksordningen 100 ms. Genom den uppfin- ningsenliga anordningen av oberoende av varandra styrda elek- triska kopplare kan brytningen hos de faser där symmetri förelig- ger ske betydligt tidigare än för en fas med nämnda asymmetri, så att de skadliga konsekvenserna av av felet framkallade strömmar kan reduceras avsevärt.

Slutligen illustreras i fig 23 och 24 en möjligt tillämpning av en brytare enligt uppfinningen för motorstarter. Det visas här hur två kopplare 46, 47 enligt exempelvis fig 4 anordnats, varvid dessa kan ha en rörlig del 13, 14 gemensam. Därvid är då den ena kopplaren ansluten till motorn 48 via en reaktor 49, medan den andra är direkt ansluten till motorn. De flesta kraftnät är inte till- räckligt styva för att tillåta en start av stora motorer direkt an- slutna därtill, då dessa drar så mycket effekt att spänningen på nätet skulle gå ned alldeles för mycket. Detta problem kan lösas genom att starta motorn enligt olika startmetoder, såsom reak- torstart, kondensatorstart eller transformatorstart, varvid reak- torstart är illustrerad här. När motorn skall startas bringas den i fig 23 visade vänstra kopplaren i ett slutet läge, så att motorn 48 erhåller sin matning via reaktorn 49. Skulle man nu av någon anledning vilja avbryta starten kan kontakterna hos denna kopp- lare öppnas. När motorn sedan uppnått synkront varvtal kan re- aktorn 49 frikopplas genom att kopplaren 46 bringas i öppet läge, medan kopplaren 47 bringas i slutet läge. _ Skulle en kortslutning uppstå i någon utrustning ansluten till strömvägen 1, då kommer motorn 48 att börja gå som generator och bidra med effekt till felstället innan felet blivit bortkopplat.

Här finns en möjlighet att begränsa effekten av detta genom att i ett sådant fall kopplaren 46 slutes och kopplaren 47 öppnas, så att kortslutningsbidraget från motorn till felstället begränsas och samtidigt inbromsningen av motorn reduceras. Skulle en kortslut- nano» n . n . n. 517 814 19 ning uppstå i motorn eller ett planerat stopp göras, då öppnas kopplaren 47. l fig 24 är de båda kopplarna 46 och 47 sammanfattade genom en ruta 50, och det visas här att kopplarna lika väl kan anordnas direkt i anslutning till motorn med reaktorn anordnad mellan kopplarna och växelspänningsnätet 1.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man på området, utan att denne för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke sådan denna definieras i patentkraven.

Exempelvis skulle spänningen hos åtminstone en gnista som uppstår vid separerande av två kontakter i samband med öpp- nandet av kontaktdon för etablerande av den temporära strömvä- gen hos en kopplare enligt uppfinningen kunna höjas, det vill säga den spänning som då kommer att uppstå över halvledar- elementet och driver på överföringen av strömmen genom detta.

Detta är möjligt att åstadkomma genom ett ersättande av varje kontaktdon med en seriekoppling av flera kontaktdon. För varje sådant seriekopplat kontaktdon kommer spänningen som kommer att driva strömmen genom halvledarelementet att ökas med en given spänning, exempelvis 12-15 V. Det vore även möjligt att utforma åtminstone en del hos de kontakter som ingår i kontakt- donen av ablaterande material, såsom teflon, anordnat att hettas upp och förångas till gaser för gasblåsning på gnistan vid sepa- rerande av två kontakter vid öppnande av kontaktdonet ifråga, vilket skulle innebära en högre spänning. Ett sådant ablaterande material är ett material som kan förångas till gaser.

Det vore även möjligt att byta ut de ovan visade dioderna mot andra halvledarelement som har förmåga att spärra i åtminstone en riktning i enlighet med vad som sagts tidigare. -wp-p 51 7 81 4 Det är inte absolut nödvändigt att slutandet och öppnandet av kontaktdonen hos en kopplare enligt uppfinningen sker genom en rörelse av två i samma enhet ingående rörliga kontaktdelar och inte ens att det sker genom -rörelse av en rörlig kontaktdel ge- mensam för flera kontaktdon. Istället skulle vart och ett av kon- taktdonen kunna vara helt separat styrbara och exempelvis utgö- ras av så kallade Thomson-spolar, som då utlöses enligt samma tldsföljd som illustreras i exempelvis fig 1-3.

Claims (47)

10 15 20 25 30 35 517 814 21 Patentkrav

1. Elektrisk kopplare för växelström innefattande åtminstone tvà i en strömväg genom kopplaren anordnade kontaktdon och ett halvledarelement med förmåga att spärra ström genom sig i åt- minstone en första spärriktning samt en enhet anordnad att styra öppning av en strömväg igenom kopplaren genom att styra ett första av kontaktdonen att öppna för överförande av strömmen genom kopplaren till halvledarelementet när detta är i eller på väg in i ledande tillstånd och sedan det andra kontaktdonet att öppna när halvledarelementet är i ett tillstånd av spärrande av strömmen genom det för brytande av strömmen genom koppla- ren, kåhnetegknad därav, att det totala antalet kontaktdon (4-7) hos kopplaren är åtminstone fyra med två seriekopplade i var sin av två i nämnda strömväg parallellkopplade grenar, att halvle- darelementet (8) är anordnat att förbinda mittpunkterna (9, 10) mellan de båda kontaktdonen hos vardera gren med varandra, att kopplaren innefattar åtminstone ett organ (11) anordnat att av- känna riktningen på strömmen igenom kopplaren, att styrenheten (12) är anordnad att styra öppning av strömvägen genom att styra ett i den rådande strömriktningen sett före nämnda mitt- punkt beläget första kontaktdon (6) hos den ena, första grenen att öppna och ett i strömriktningen efter mittpunkten beläget andra kontaktdon (5) hos den andra grenen att öppna för överfö- rande av strömmen till en temporär strömväg igenom halvledar- elementet när detta är i eller på väg in i ledande tillstånd och se- dan bryta strömvägen igenom kopplaren när halvledarelementet är i ett tillstånd av spärrande av ström genom sig genom öpp- nande av åtminstone ett kontaktdon hos kopplaren anordnat i den temporära strömvägen igenom halvledarelementet, och att styrenheten är anordnad att välja vilken gren som skall vara den första på grundval av informationer från avkännarorganet.

2. Kopplare enligt krav 1, därav, att styrenheten är anordnad att efter överförandet till den temporära strömvägen öppna åtminstone ett av a) det andra kontaktdonet (7) hos den 10 15 20 25 30 35 517 814 22 första grenen och b) det första kontaktdonet (4) hos den andra grenen för att bryta strömvägen igenom kopplaren.

3. Kopplare enligt krav 1, därav, att den innefattar åtminstone ett ytterligare kontaktdon (9', 10') med två relativt varandra rörliga kontakter anordnat mellan en av nämnda mitt- punkter och den gren mellan de båda mittpunkterna som halvle- darelementet (8) är anordnat i, och att enheten (12) är anordnad att styra ett öppnande av detta ytterligare kontaktdon för bry- tande av den temporära strömvägen igenom kopplaren.

4. Kopplare enligt krav 3, därav, att den innefattar två nämnda ytterligare kontaktdon (9', 10') anordnade mellan var sin av nämnda mittpunkter och den halvledarelementet (8) inne- hållande grenen.

5. Kopplare enligt något av kraven 1-4, känneteçknad därav, att kontaktdonen är mekaniska kontaktdon med vartdera åtminstone två relativt varandra rörliga kontakter.

6. Kopplare enligt krav 5, därav, att den innefattar åtminstone en rörlig kontaktdel (13, 14, 18, 19) anordnad att bilda en galvanisk förbindning mellan två fasta kontakter hos re- spektive kontaktdon och bryta denna förbindning för slutande re- spektive öppnande av kontaktdonet.

7. Kopplare enligt krav 6, därav, att den uppvisar en enda nämnd rörlig del (13, 14; 18 19) för alla kontaktdon an- ordnade utmed en och samma av nämnda parallellkopplade gre- nar, att den rörliga delen är anordnad att i kopplarens slutna till- stånd sluta samtliga kontaktdon hos grenen ifråga, och att en- heten (12) är anordnad att styra denna rörliga del att utföra en enda mekanisk rörelse för att öppna eller sluta kontaktdonen hos respektive gren.

8. Kopplare enligt krav 6, därav, att den uppvisar två rörliga delar (43, 44), en för varje par av första kontaktdon 10 15 20 25 30 35 517 814 23 hos den ena grenen och andra kontaktdon hos den motsatta gre- nen, att vardera rörliga del (43, 44) är anordnad att i kopplarens slutna tillstånd sluta samtliga därmed samhörande kontaktdon, och att enheten (12) är anordnad att styra vardera rörlig del att utföra en enda mekanisk rörelse för att öppna eller sluta de där- med samhörande kontaktdonen.

9. Kopplare enligt krav 7 eller 8, därav, att de båda rörliga delarna (13, 14, 18, 19) är sammankopplade med varandra för öppnande respektive slutande av strömvägen ige- nom kopplaren genom en enda mekanisk rörelse av en enhet (16) i vilken de båda rörliga delarna ingår.

10. Kopplare enligt något av föregående krav, därav, att kontaktdonen tillhörande en och samma av nämnda båda grenar är anordnade utmed en cirkelbåge.

11. Kopplare enligt något av kraven 1-10, känneteçknad därav, att kontaktdonen tillhörande nämnda båda grenar är anordnade utmed en och samma cirkel.

12. Kopplare enligt något av kraven 1-9, därav, att kontaktdonen tillhörande en och samma av nämnda båda gre- nar är anordnade utmed en rät linje.

13. Kopplare enligt något av kraven 6-12, känneteçknad därav, att kontaktdonen är utformade att slutas av nämnda rörliga del genom en relativrörelse av ett hanartat (18, 19) och ett honartat (20) organ till ingrepp i varandra.

14. Kopplare enligt krav 13, därav, att den rörliga delen (18, 19) bildar nämnda hanartade organ, och att ett honartat kontaktorgan (20) är anordnat att komma till anliggning runt denna vid rörelse av den rörliga delen in i det honartade or- ganet 10 15 20 25 30 35 517 814 24

15. Kopplare enligt krav 12, därav, att den inne- fattar två rörliga delar (18, 19) som styrenheten är anordnad att styra att förflyttas i en rätlinjig rörelse väsentligen parallellt med varandra åt samma håll för slutande och båda åt motsatt håll mot slutningshållet för öppnande av kontaktdonen hos varje gren.

16. Kopplare enligt krav 12, därav, att den inne- fattar två rörliga delar (18, 19) som styrenheten är anordnad att styra att förflyttas i en rätlinjig rörelse väsentligen parallellt med varandra åt motsatta håll för slutande och båda åt motsatt håll mot sina slutningshåll för öppnande av kontaktdonen hos varje gren.

17. Kopplare enligt krav 12, därav, att kontaktdo- nen hos de båda grenarna är anordnade utmed en och samma väsentligen räta linje med kontaktdonen hos respektive gren föl- jande på varandra, och att de båda rörliga delarna (18, 19) för respektive gren är seriekopplade och styrenheten är anordnad att styra dem att röra sig åt ett och samma håll utmed nämnda vä- sentligen räta linje för slutande och båda åt motsatt håll mot slutningshållet för öppnande av strömvägen.

18. Kopplare enligt något av kraven 6-17, kënnetecknad därav, att styrenheten (12) är anordnad att utifrån kopplarens slutna till- stånd styra de rörliga delarna (13, 14, 18, 19) att röra sig åt det ena eller andra hållet utmed sin rörelsebana i beroende av den av avkännarorganet (11) avkända strömriktningen.

19. Kopplare enligt något av föregående krav, " n kn därav, att nämnda avkännarorgan (11) är anordnat att väsentli- gen kontinuerligt känna av riktningen och storleken hos ström- men genom kopplaren och sända ut informationer om detta till styrenheten (12).

20. Kopplare enligt något av föregående krav, kärlnetegknad därav, att den innefattar flera seriekopplade nämnda halvledar- 10 15 20 25 30 35 517 814 25 element (22-25) anordnade att tillsammans hålla en spänning över kopplaren i spärrande tillstånd.

21. Kopplare enligt något av föregående krav, kgïnnetgçlggad därav, att den innefattar flera parallellkopplade nämnda halvle- darelement (38, 39) anordnade att tillsammans ta hand om strömmen igenom kopplaren efter öppnandet av det första kon- taktdonet.

22. Kopplare enligt något av föregående krav, därav, att en spänningsbegränsande anordning (26-29) är paral- lellkopplad med halvledarelementet (22-25), och att nämnda an- ordning är anordnad att börja leda vid en spänning däröver i när- heten av halvledarelementets maximala spänningstålighet.

23. Kopplare enligt krav 20 och 22, därav, att varje halvledarelement har en egen nämnd spänningsbegrän- sande anordning (26-29) parallellkopplad med sig för väsentligen jämn fördelning av spänningen över seriekopplingen av halvle- darelement på de enskilda halvledarelementen.

24. Kopplare enligt krav 22 eller 23, därav, att den spänningsbegränsande anordningen är en varistor.

25. Kopplare enligt något av föregående krav, "nn k därav, att den innefattar medel anordnade att inverka höjande på spänningen vid separerande av två kontakter i samband med öppnande av det första kontaktdonet.

26. Kopplare enligt krav 25, därav, att nämnda medel innefattar flera seriekopplade första kontaktdon anordnade att väsentligen samtidigt öppnas för överförande av strömmen till halvledarelementet.

27. Kopplare enligt krav 25, därav, att nämnda medel innefattar ett eller flera element (42) anordnade att höja resistansen mellan nämnda två kontakter vid begynnelsen av 10 15 20 25 30 35 517 814 26 nämnda separerande av dem under tillåtande av en ström mellan dessa kontakter därigenom.

28. Kopplare enligt krav 25 eller 26, därav, att nämnda medel är bildade av att i det första kontaktdonet ingå- ende kontakter har åtminstone en del av ablaterande material anordnat att hettas upp och förångas till gaser för gasblåsning på en ljusbåge vid separerande av två kontakter vid öppnande av det första kontaktdonet.

29. Kopplare enligt något av föregående krav, därav, att halvledarelementet är en diod.

30. Kopplare enligt något av kraven 1-28, känngteçknad därav, att halvledarelemetet är styrbart.

31. Kopplare enligt något av kraven 1-28, därav, att halvledarelementet är släckbart.

32. Kopplare enligt krav 30, därav, att halvledar- elementet är en tyristor.

33. Kopplare enligt krav 31, därav, att halvledar- elementet är bidirektionellt, dvs kan spärra och leda i båda rikt- ningarna.

34. Kopplare enligt något av föregående krav, därav, att halvledarelementet är av ett material med ett energi- gap mellan valensband och ledningsband överstigande 2,5 eV, såsom SiC och diamant.

35. Kopplare enligt något av föregående krav, därav, att den systemspänning den är utformad att verka vid lig- ger mellan 1-52 kV. 10 15 20 25 30 35 517 814 27

36. Kopplare enligt något av föregående krav, därav, att den är anordnad att i det slutna tillståndet åtminstone klara av en driftström av 1 kA, företrädesvis minst 2 kA.

37. Användning av en kopplare enligt något av föregående krav som strömbegränsare eller seriekopplad med en strömbegrän- sare.

38. Användning av en kopplare enligt något av kraven 1-36 som skydd för att åstadkomma strömbrytning och/eller frånskiljning av på ömse sidor därom belägna delar i en elektrisk krets vid upp- trädande av fel, såsom kortslutning.

39.Användning av en kopplare enligt något av kraven 1-36 för in- och urkoppling av en generator relativt ett växelspänningsnät- verk.

40. Användning av en kopplare enligt något av kraven 1-36 för att bryta och sluta strömvägar i ställverk för elförsörjning inom industri eller vid distributions- och transmissionsnät.

41. Användning av en kopplare enligt något av kraven 1-36 för reaktorstart av en till ett växelspänningsnät ansluten elektrisk motor.

42. Användning av en kopplare enligt något av kraven 1-36 för in- och urkoppling av en anordning för reaktiv effektkompense- ring relativt en växelspänningsledning.

43. Användning enligt krav 42, därav, att ett kon- taktdon hos var och en av de båda parallellkopplade grenarna är avsett att anslutas till växelspänningsledningen och de båda andra kontaktdonen hos dessa grenar är avsedda att anslutas till i anordningen ingående komponenter (30) för reaktiv effektkom- pensenng. 10 15 20 25 30 35 517 814 28

44. Användning enligt krav 42 eller 43, kännetecknar: därav, att kopplaren används för in- och urkoppling av kondensatorer (30) till växelspänningsledningen.

45. Anläggning för ett flerfasnät med ett flertal kopplare enligt något av kraven 1-36, en för varje fas, därav, att kopplarna är styrbara oberoende av varandra.

46. Ställverk för elförsörjning inom industri eller vid distributions- och transmissionsnät, käfineteçknat därav, att det innefattar en elektrisk kopplare enligt något av kraven 1-36.

47. Förfarande för brytande av en strömväg genom en elektrisk kopplare för växelström, varvid en ordinarie strömväg genom kopplaren öppnas och strömmen förs över till en temporär ström- väg genom ett halvledarelement med förmåga att spärra ström genom sig i åtminstone en första spärriktning när detta är i eller på väg in i ledande tillstånd och sedan den temporära strömvä- gen bryts och därigenom strömmen genom kopplaren bryts, Låg därav, att strömvägen uppvisar två mellan en första och en andra ände hos kopplaren parallellkopplade grenar tvär- förbundna med varandra genom halvledarelementet, att rikt- ningen och storleken på strömmen igenom kopplaren avkänns, att för nämnda brytande av strömvägen genom kopplaren först båda grenarna öppnas, den ena från nämnda första ände sett före och den andra från den första änden sett efter respektive grens anslutning till halvledarelementet, varvid vilken av gre- narna som öppnas före och vilken som öppnas efter nämnda an- slutning görs beroende av avkänningen av strömmen, så att strömmen överförs i en temporär strömväg mellan nämnda båda ändar igenom en del av den ena grenen, halvledarelementet och en del av den andra grenen när halvledarelementet är i eller på väg in i ledande tillstånd och sedan bryts strömvägen igenom kopplaren när halvledarelementet är i ett tillstånd av spärrande av ström genom sig genom öppnande av nämnda temporära strömväg.