DE1131800B - Procedure for testing high-voltage switches - Google Patents

Description

Verfahren zum Prüfen von Hochspannungsschaltern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Hochspannungsschaltern auf ihr Abschaltvermögen in einer Schaltanordnung, in der der Prüfling nach der Stromunterbrechung durch die Wiederkehrspannung der Stromquelle und gleichzeitig auch durch eine Spannung aus dem abgeschalteten schwingungsfähigen Stromkreis beansprucht wird.Method for testing high voltage switches The invention relates to a method for testing high-voltage switches for their breaking capacity in a circuit arrangement in which the test object after the power interruption by the Recovery voltage of the power source and at the same time also by a voltage the switched off oscillating circuit is stressed.

Solche Beanspruchungen der Schaltstrecke eines Hochspannungsschalters treten beispielsweise im praktischen Betrieb bei einem Abstandskurzschluß auf einer Leitung auf. Hierbei kann die in dem abgeschalteten schwingungsfähigen Netzteil erzeugte Spannung eine sehr hohe Steilheit erreichen und zur Wiederzündung der Schaltstrecke fuhren.Such stresses on the switching path of a high-voltage switch occur, for example, in practical operation with a short-circuit on a distance Line on. This can be done in the switched off oscillating power supply generated voltage reach a very high slope and reignition of the switching path to lead.

Da nun die Groie dieser zusätzlichen Spannung einmal von dem Strom, der in den abzuschaltenden Netzteil fließt, und zum anderen von den Impedanzen des Netzteils abhängt, kann es vorkommen, daß bei der Prüfung mit dem vorgeschriebenen Kurzschlußstrom infolge nicht angepaßter Impedanzen des abzuschaltenden Netzteils eine zu hohe Spannung erzeugt wird, die den Prüfbedingungen nicht entspricht. Um nun Änderungen des Netzteils, die umständlich und oft nicht durchführbar sind, zu vermeiden und trotzdem die richtigen Spannungsverhältnisse zu erhalten, wird ernndungsgemäß der Kurzschlußstrom unmittelbar hinter dem Priifling aufgeteilt und nur ein so großer Teilst. om über den abzuschaltenden schwingungsfähigen Stromkreis geleitet, daß die durch den vom Teilstrom an den komplexen Impedanzen hervorgerufenen Spannungsabfall verschieden hoch aufgeladenen Kapazitäten zusammen mit den Induktivitäten nach der Abschaltung mit einer derartigen Amplitude schwingen, daß die gewünschte Spannungsbeanspruchung am Schalter erzielt wird, während der andere Teilstrom über einen Hilfsstromkreis fließt, der im Augenblick der Stromunterbrechung im Prüfling abgeschaltet wird. Auf diese Weise lassen sich durch einfache Änderung des in den Hilfsstromkreis abgeleiteten Stromes alle gewünschten Spannungen in dem abzuschaltenden Netzteil durch den in diesen fließenden Teilstrom erzeugen, ohne daß die unbedingt konstant zu haltenden Eigenschaften dieses Netzteils verändert werden. Since the bulk of this additional voltage is derived from the current, which flows into the power supply to be switched off, and on the other hand from the impedances of the Depends on the power supply, it may happen that when testing with the prescribed Short-circuit current as a result of mismatched impedances in the power supply unit to be switched off too high a voltage is generated that does not meet the test conditions. Around now changes to the power supply, which are cumbersome and often not feasible, too avoiding it and still maintaining the correct tension ratio is determined by the appointment the short-circuit current is divided immediately behind the test specimen and only one as large Part. om passed over the oscillating circuit to be switched off that the voltage drop caused by the partial current at the complex impedances differently high charged capacities together with the inductances according to the Shutdown oscillate with such an amplitude that the desired voltage stress is achieved at the switch, while the other part of the current via an auxiliary circuit flows, which is switched off at the moment of the power interruption in the device under test. In this way, by simply changing the derived in the auxiliary circuit Current all the desired voltages in the power supply unit to be switched off through the in generate this flowing partial stream without the need to be kept constant Properties of this power supply can be changed.

An sich ist es bekannt, in einer Prufacordnung für Hochspannungsleistungsschalter mit getrennten Stromquellen für den KurzschIußstrom und die Prüfspannung kurz vor dem Anlegen der Prüfspannung an den Prüfling einen Nebenstromebenfalls eine Aufteilung des KurzschluBstromes stattfindet. Aber hier erfolgt die Einschaltung des Kondensators lediglich zu dem Zweck, die Resonanzfrequenz des Kurzschlußstromkreises auf einen solchen Wert herabzusetzen, daß die Schaltstrecke eines in Reihe mit dem Prüfling liegenden Hilfsschalters nicht etwa von einer zu steil einschwingenden Wiederkehrspannung des Kurzschlußstromkreises durchschlagen wird. It is known per se in a test order for high-voltage circuit breakers with separate power sources for the short-circuit current and the test voltage shortly before the application of the test voltage to the test object a secondary current also a division of the short-circuit current takes place. But here the capacitor is switched on only for the purpose of reducing the resonance frequency of the short circuit to a reduce such a value that the switching path is in series with the test object auxiliary switch is not affected by a recovery voltage that oscillates too steeply of the short circuit is broken down.

Eine andere Möglichkeit, die Erfindung vorteilhaft auszunutzen, besteht bei der bekannten Prüfung von Teilschaltstrecken eines Hochspannungsschalters mit mehreren in Reihe liegenden Schaltstrecken auf ihr Abschaltvermogen, die dann angewendet wird, wenn die im Priiffeld zur Verfügung stehende Leistung nicht ausreicht, um den Schalterpol in seiner Gesamtheit zu prüfen. Bei einer solchen Priifung ist es notwendig, daß der über die Teilschaltstrecke fließende Strom der gleiche ist, der über sämtliche in Reihe liegende Schaltstrecken des Schalters fließt, während die Spannungsbeanspruchung nur der der Teilschaltstrecke zugeordneten Teilspannung entsprechen darf. Dies ist im allgemeinen z. B. bei Kurzschlußversuchen leicht zu erreichen, wenn die Generatorspannung entsprechend herabgesetzt und die Induktivität auf der speisenden Seite so dimensioniert wird, daß trotz der herabgesetzten Spannung der volle Strom fließt. Another possibility of using the invention advantageously exists in the known testing of switching sections of a high-voltage switch with several switching paths in series on their breaking capacity, which are then applied if the performance available in the test field is not sufficient to to test the switch pole in its entirety. In such a test it is necessary that the current flowing through the partial switching path is the same as the over all the switching paths in series of the switch flows, while the Voltage stress only correspond to the partial voltage assigned to the partial switching path allowed. This is generally z. B. easy to reach with short-circuit attempts, if the generator voltage is reduced accordingly and the inductance on the feeding side is dimensioned so that despite the reduced voltage of the full current flows.

Wenn nun die Spannungsbeanspruchung des Schalters nach der Abschaltung wiederum nicht nur von der speisenden Seite, sondern wie bei einem Abstandskurzschluß auch von der als schwingungsfanges Gebilde ausgebildeten abgeschalteten Seite erfolgt, so ist die obige Forderung schwer zu erfüllen. If now the voltage stress on the switch after switching off again not only from the feeding side, but as in a distance short circuit also takes place from the switched-off side, which is designed as a vibration-absorbing structure, so the above requirement is difficult to meet.

Die Spannung der abgeschalteten Seite wird nämlich von dem sie durchfließenden Strom erzeugt, welcher, wie oben ausgeführt, der volle Ausschaltstrom ist.The voltage on the switched-off side is determined by the voltage flowing through it Generates current which, as stated above, is the full breaking current.

Die Spannungsbeanspruchung von der abgeschalteten Seite her ist dadurch aber dieselbe, wie sie bei der Prüfung des gesamten Schalters auftritt, was aber der oben angeführten Forderung widerspricht.The voltage stress from the switched-off side is thereby but the same as occurs when testing the entire switch, but what contradicts the above requirement.

In diesem Falle wird nun an die Teilschaltstrecken nur die ihnen entsprechende Teilspannung gelegt, aber der volle Kurzschlußstrom des Schalters über sie geführt und dieser unmittelbar hinter den zu prüfenden Teilschaltstrecken im Verhältnis ihrer Anzahl zur Gesamtzahl der Teilschaltstrecken aufgeteilt. Auf diese Weise werden nach der Löschung des Lichtbogens im Prüfling und der Abschaltung des Hilfsstromkreises die Teilschaltstrecken nur mit einer Spannung beansprucht, die, da sie nur von dem kleineren Teilstrom erzeugt wurde, auch nur die diesen Teilschaltstrecken entsprechende Größe hat. In this case, only them will be sent to the partial switching routes corresponding partial voltage applied, but the full short-circuit current of the switch guided over them and this immediately behind the switching sections to be tested divided in the ratio of their number to the total number of switching sections. on this will be done after the arc has been extinguished in the device under test and switched off of the auxiliary circuit only stresses the partial switching sections with one voltage, which, since it was only generated by the smaller partial flow, only those partial switching paths has the appropriate size.

Der Hilfsstromkreis wird dabei so ausgelegt, daß er eine über einen Hilfsschalter abschaltbare Induktivität, z. B. eine Drossel, enthält, deren Größe -LD = m LL wobei LL die Induktivität des abzuschaltenden Stromkreises, m die Anzahl der zu prüfenden Teilschaltstrecken und n die Gesamtzahl der Teilschaltstrecken ist. Um die Spannungsbeanspruchung des Hilfsschalters dabei möglichst herabzusetzen, ist es zweckmäßig, der Drossel einen Kondensator von solcher Größe parallel zu schalten, daß der entsprechende Schwingkreis etwa die gleiche Eigenfrequenz wie der abzuschaltende Stromkreis besitzt. The auxiliary circuit is designed so that it has a Auxiliary switch switch-off inductance, e.g. B. contains a throttle, the size of which -LD = m LL where LL is the inductance of the circuit to be switched off, m the number of the switching sections to be tested and n is the total number of switching sections is. In order to reduce the voltage stress on the auxiliary switch as much as possible, it is advisable to connect a capacitor of such size to the choke in parallel, that the corresponding resonant circuit has approximately the same natural frequency as the one to be switched off Circuit owns.

An Stelle einer Drossel kann der Hilfsstromkreis auch über einen Hilfsschalter abschaltbare Leitungen als Induktivität enthalten, die z. B. bei Netzversuchen die nicht benutzten beiden anderen Phasen sein können. Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Abschaltung leer laufender Leitungen angewendet, so tritt an die Stelle der Induktivität in dem Hilfsstromkreis ein über einen Hilfsschalter abschaltbarer Kondensator, dessen Größe C, = CL ist, wobei CL die Leitungskapazität, m und n wieder die oben angegebenen Größen sind.Instead of a choke, the auxiliary circuit can also use an auxiliary switch disconnectable lines contain as inductance, the z. B. in network attempts the may not be used in the other two phases. If the inventive method used when disconnecting idle lines, takes its place the inductance in the auxiliary circuit can be switched off via an auxiliary switch Capacitor, the size of which is C, = CL, where CL is the line capacitance, m and n again are the sizes given above.

Die Erfindung soll an Hand eines Schaltschemas an einem Abstandskurzschluß näher erläutert werden. The invention is based on a circuit diagram on a distance short circuit are explained in more detail.

In Fig. 1 ist G der Wechselstromgenerator, L die Induktivität der Speiseseite, F eine Teilschaltstrecke des Hochspannungsschalters, H ein Hilfsschalter, LL die Leitungsinduktivität und LD die Induktivität der Ableitdrossel, der ein Kondensator C parallel geschaltet sein kann. In Fig. 1, G is the alternator, L is the inductance Feed side, F a partial switching path of the high-voltage switch, H an auxiliary switch, LL is the line inductance and LD is the inductance of the discharge choke, which is a capacitor C can be connected in parallel.

Bezeichnet man mit i den Gesamtkurzschlußstrom des Abstandskurzschlusses, so ist iL der Teilstrom, der die Leitung durchfließen, und iD der Teilstrom, der durch die Drossel abgeleitet werden soll. Mit m als Zahl der zu prüfenden Teilschaltstrecken und mit n als der Gesamtzahl der Schaltstrecken des Schalters ergibt sich dann die richtige Spannungsbeanspruchung der Teilschaltstrecken, wenn m. iL = n a ist. Dies wird erreicht, wenn man , K-M. If i denotes the total short-circuit current of the distance short-circuit, so iL is the substream that flows through the line and iD is the substream that flows through the line should be diverted through the throttle. With m as the number of switching sections to be tested and with n as the total number of switching paths of the switch, the result is then correct voltage loading of the switching sections if m. iL = n a. this is achieved when one , K-M.

ID = macht, d.h. wenn also LD = m/n-m LL wird. ID = makes, i.e. if LD = m / n-m LL becomes.

In diesem Falle wird durch den in den Leitungsstromkreis fließenden Teilstrom die richtige, der Teilschaltstrecke entsprechende Schwingungsamplitude erzeugt, die die gleiche Form hat, wie sie in Wirklichkeit auftritt und auch die Teilschaltstrecke entsprechend spannungsmäßig beansprucht. Wichtig ist dabei, daß der Hilfsschalter H in dem Augenblick unterbricht, in dem der Strom i in dem Prüfling P unterbrochen wird, so daß die Leitungsschwingungen durch die Drossel nicht beeinflußt werden können. In this case, the flowing into the line circuit Partial current the correct oscillation amplitude corresponding to the partial switching path which has the same form as it appears in reality and also the Partial switching path stressed accordingly in terms of voltage. It is important that the auxiliary switch H interrupts at the moment in which the current i in the test object P is interrupted so that the line oscillations are not influenced by the throttle can be.

Wesentlich ist bei diesem Verfahren außerdem, daß der Gesamtstrom i und der Ableitstrom iD zur gleichen Zeit durch Null gehen, d. h. also, daß iL und iD den gleichen cos p haben. Da Freileitungen meist einen höheren ohmschen Widerstand haben als entsprechende Drosselspulen, kann man dies leicht durch Hinzuschalten eines ohmschen Widerstandes zur Ableitdrossel erreichen, falls nicht der Lichtbogenwiderstand des Hilfsschalters allein schon ausreicht.It is also essential in this process that the total current i and leakage current iD go through zero at the same time, i.e. H. so that iL and iD have the same cos p. Since overhead lines usually have a higher ohmic resistance have as appropriate choke coils, this can be easily switched on of an ohmic resistance to the discharge choke, if not the arc resistance the auxiliary switch alone is sufficient.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die zur Prüfung von Teilschaltstrecken auf das rückzündungsfreie Abschalten längerer leer laufender Leitungen dient. In Fig. 2, a circuit arrangement is shown for testing of Partial switching distances to the backfire-free shutdown of longer idle Lines serves.

Beim Abschalten langer leer laufender Leitungen kommt es nach dem Nulldurchgang bzw. der Lichtbogenlöschung im Hochspannungsschalter zu Schwingungen auf der Leitung, die unter Umständen eine Erschwerung der Abschaltung hervorrufen. Im Prüffeld müssen daher in der Nachbildung der Leitung derartige Schwingungen durch konzentrierte Schwingungselemente hervorgerufen werden. Dies erfolgt in erster Annäherung zumeist mit einem 7-lied. When switching off long idle lines it comes after Zero crossing or arc quenching in the high-voltage switch leads to vibrations on the line, which may make the shutdown more difficult. In the test field, therefore, such vibrations must be caused by the simulation of the line concentrated vibration elements are caused. This is done as a first approximation mostly with a 7-song.

In Fig. 2 wird dieses Glied von der Leitungsinduktivität LL und den Kondensatoren C2L gebildet. Der Spannungsabfall an LL bewirkt verschiedene Spannungen an den beiden Kapazitäten C2L, die wiederum nach dem Stromnulldurchgang und Löschung des Lichtbogens im Schalter P zu Schwingungen der abgeschalteten Seite führen. Soll nun bei der Prüfung von Teilschaltstrecken der volle Strom über diese Schaltstrecke fließen, so braucht wegen der nun kleiner zu wählenden Generatorspannung nur eine zusätzliche Kapazität CK in dem Hilfsstromkreis vorgesehen zu sein von der Größe CK = n-m/m CL.In Fig. 2, this member of the line inductance LL and the Capacitors C2L formed. The voltage drop across LL causes different voltages at the two capacitors C2L, which in turn after the current zero crossing and cancellation of the arc in switch P lead to oscillations on the switched-off side. Intended to now when testing partial switching sections the full current over this switching section flow, only one is required because of the generator voltage that is now to be selected to be lower additional capacitance CK to be provided in the auxiliary circuit of the size CK = n-m / m CL.

Diese bewirkt, daß der durch das a-Glied fließende Teilstrom nur die der Teilschaltstrecke entsprechend richtige Spannungsbeanspruchung erzeugt.This has the effect that the partial current flowing through the a-element is only the the partial switching section generates the correct voltage load accordingly.

Dasselbe Verfahren läßt sich auch bei der Prüfung mit vorhandenen Leitungen anwenden, wenn man wegen der bei Rückzündungen auftretenden Überspannungen auf die Prüfung von Teilschaltstrecken mit herabgesetzter Spannung übergeht. The same procedure can also be used when testing with existing Use cables if one is concerned about the overvoltages that occur during reignition moves to the testing of switching sections with reduced voltage.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Prüfen von Hochspannungsschaltern auf ihr Abschaltvermögen in einer Schaltanordnung, in der der Prüfling nach der Stromunterbrechung durch die Wiederkehrspannung der Stromquelle und gleichzeitig auch durch eine Spannung aus dem abgeschalteten schwingungsfähigen Stromkreis beansprucht wird, wie z. B. bei einem Abstandskurzschluß auf der Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußstrom unmittelbar hinter dem Prüfling aufgeteilt und nur ein so großer Teilstrom über den abzuschaltenden schwingungsfähigen Stromkreis geleitet wird, daß die durch den vom Teilstrom an den komplexen Impedanzen hervorgerufenen Spannungsabfall verschieden hoch aufgeladenen Kapazitäten zusammen mit den Induktivitäten nach der Abschaltung mit einer derartigen Amplitude schwingen, daß die gewünschte Spannungsbeanspruchung am Schalter erzielt wird, während der andere Teilstrom über einen Hilfsstromkreis fließt, der im Augenblick der Stromunterbrechung im Prüfling abgeschaltet wird. CLAIMS: 1. Method for testing high voltage switches on their breaking capacity in a switching arrangement in which the test object after the Power interruption by the recovery voltage of the power source and at the same time also stressed by a voltage from the switched off oscillating circuit will, such as B. with a distance short circuit on the line, characterized in that that the short-circuit current is divided immediately behind the test object and only one way large partial current passed through the oscillating circuit to be switched off that the complex impedances caused by the partial current Voltage drop of different highly charged capacities together with the inductances after switching off oscillate with such an amplitude that the desired Voltage stress on the switch is achieved while the other partial current is about an auxiliary circuit flows at the moment of the power interruption in the device under test is switched off. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Prüfe einer oder mehrerer Teilschaltstrecken eines Hochspannungsschalters mit mehreren in Reihe liegenden Schaltstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß an die Teilschaltstrecken nur die ihnen entsprechende Teilspannung der Prüfung gelegt wird, aber der volle Kurzschlußstrom des Schalters über sie geführt wird und dieser unmittelbar hinter der oder den zu prüfenden Teilschaltstrecken im Verhältnis ihrer Anzahl zur Gesamtzahl der Teilschaltstrecken aufgeteilt wird. 2. The method according to claim 1 for testing one or more switching sections a high-voltage switch with several switching paths in series, thereby characterized in that only the partial voltage corresponding to them is applied to the partial switching paths the test is placed, but the full short-circuit current of the switch is passed through it and this immediately after the switching section or sections to be tested is divided in the ratio of their number to the total number of switching sections. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Hilfsstromkreis eine über einen Hilfsschalter abschaltbare Drossel enthält, dessen Größe LD nMm LL ist, wobei LL die Induktivität des abzuschaltenden Stromkreises, m die Anzahl der zu prüfenden Teilschaltstrecken, n die Gesamtzahl der Teilschaltstrecken ist. 3. Arrangement for performing the method according to claim 2, characterized marked indicates that the auxiliary circuit can be switched off via an auxiliary switch Contains choke, the size of which is LD nMm LL, where LL is the inductance of the switch-off Circuit, m the number of switching sections to be tested, n the total number the partial switching distance is. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drossel ein Kondensator von solcher Größe parallel geschaltet ist, daß der entstehende Schwingkreis etwa die gleiche Eigenfrequenz wie der abzuschaltende Stromkreis besitzt. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the throttle a capacitor of such a size is connected in parallel that the resulting resonant circuit has approximately the same natural frequency as the circuit to be switched off. 5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstromkreis aus über einen Hilfsschalter abschaltbaren unbenutzten Leitungen besteht. 5. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the auxiliary circuit can be switched off via an auxiliary switch unused lines. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 unter Nachbildung der Verhältnisse beim Abschalten von leer laufenden Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstromkreis einen über einen Hilfsschalter abschaltbaren Kondensator enthält, dessen Größe CK = n-m/m CL ist, wobei CL die Leitungskapazität, m die Anzahl der Teilschaltstrecken, n die Gesamtzahl der Schaltstrecken ist. 6. Arrangement for performing the method according to claim 2 below Reproduction of the conditions when switching off idle lines, thereby characterized in that the auxiliary circuit can be switched off via an auxiliary switch Contains capacitor, the size of which is CK = n-m / m CL, where CL is the line capacitance, m is the number of switching sections, n is the total number of switching sections. In Betracht gezogene Druckschriften : USA.-Patentschriften Nr. 2888639, 2819445. References considered: U.S. Patent No. 2888639, 2819445.