DE1490434A1 - Verfahren zum Schalten von vorzugsweise hochgespanntem Gleichstrom - Google Patents

Description

• Verfahren zum Schalten von vorzugsweise hochgespanntem Gleichstrom Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Jchalten von vorzugsweise hochgespanntem Gleichstrom, wobei zum Lösuhen des Schaltli::htbogens der Erstladestrom eines Kondensators verwendet wird. Das Abschalten von Gleichstromleitungen unter Last bereitet bekanntlich erhebliche Schwierigkeiten, sobald es sich um höhere Spannungen handelt, wie sie beispielsweise bei der Kraftübertragung mit hochgespanntem Gleichstrom angewendet werden. Man hat versucht, die Schalter durch:Lichtbogenentladungsstrecken mit Löschgittern zu ersetzen. Hierbei treten jedoch ebenfalls Verhältnisse äuf, die denen bei mechanischen Schaltern. ganz ähnlich sind.. Der Grund für die erwähnten Schwierigkeiten liegt darin, daß praktisch in jeden Gleich-

  stromkreis lnduktivittiten vorhanden sind, in denen eine

  stromabhängige magnet i:-,che ::nergin aufguspe ichert ist, die

  bei Unterbrechung des Gleichstromes umgeset--t werden muß.

  Bei mechanischen Unterbrechungsschaltern wird e;n großer

  Teil. di(:::;ei, ;,nergie im I.ic:itb,)gen aufgLzehrt, also in .@;irme

  um-.,ewandel t, die zur Zerstörung de;; K,)ntaktm<<[email protected] s führen

  kann. Bei Unterbrechungsvent i len mit l,öocii#-ttei-n wi r-d ein

  `feil der magnetischen -"nergie durch das Löschgitter abge-

  leitet und in ,'liderstünaen in Niärrp ode_ in Konderi.@utc:-n

  in elektri:;clie 'lnergie verwandelt. Der !fest tritt aber in

  denn unterbr;)c:ienen Kreis als Überspunnung ii; ::rscr.@ nun:;,

  wodurch die :@bsch@atventi :c spsnnungsinü(3ig au3ei-oi-uc:r4 t; 7,:1-

  stark beansprucht werden. Um den bei der Öffnung der strumfü:.i-tnderi huntakLL auftr-tenden Funken oder Liohtbogen zu unterarücken, können bekanntlach Kondensatoren verwendet werden, die der Unter-L: ec::"gsstelle parallelgeschaltet werden. Durch Entladung des Kundensators oder durch Gegenschelten einer elektromotorig-hen Kraft anderen Ursprungs wird ein resultierender Strom an, der Unterbrechungsstelle erzeugt, welcher durch Null geht. Das Abschalten des Gleichstromes läßt sich sümit auf das Abschalten eines-Wechselstromes zurückführen. Bei einer bekannten Anordnung wird die gesamte im Gleichstromkreis gespeicherte magnetische Energie i,n Form von elektri-.. scher Energie in einem Kondensator aufgespeichert. Als Unterbrechungsschalter dient eine Gas- oder Dampfentladungs-

  strecke. Ler,Kondensator wird währond des normalen Betriebes

  aus dem G' c: i c-listromkreis aufgeladen und zum Abschalten über

  ein Hilfsventil zu der Gas- oder Dampfentladungsstrecke so

  parall e l gescha itet, daß sein ,ntl `idestronr der DurchlaBricü-

  tung dieser :ntladestrecke entgegengesetzt ist. Dadurch

  wird der G'trom in der Gas- udrr Dampfentl-iäungsstrecke auf

  Null herabgesetzt und die i#ntiadungsstrecke erlischt. Der

  Strom fließt zundcii"t noch weiter und zwar in Form cin("s

  Ladestromes für den Kondensatir solange, bis der Kondensator

  wieder mit entgegengesetztem Vorzeict.en wie vorher aufgc,iacen

  ist. Anstelle der Gas- oder Dampfentladungsstre-:ku kann [email protected]

  ein mechanis;@her ;ichalter verwendet.werden.

  Per-n,z,r- kann der strc-mführende mechanische k#,ntiikt als Ums ,hal±-

  ausgc,bildet sein und der Kondensator erit dann d(--r Untrr -

  brechungsstelle paralleigesahaltet werden, we::n der Kintakt

  bereits getrennt ist und ein Lichtbogen vorhanden i@ t. De:i

  Kondensator entlädt sich über den Lichtbogen in F,#,rm einer

  Schwingung und löscht ihn-nach Art einer Löschfunkenstrecke.

  Ferner kann dem Lichtbogen auch ein ungeladener Kondensator

  parallelgeschaltet werden. Infolge der gegenelektromotorischen

  Kraft des Öffnungslichtbogens erhält der Kondensator einen

  Ladungsstoß, der dem Lichtbogen für einen Augenblick den ge-

  samten Strom entzieht, so daß.er erlischt. Diese bekannten

  Anordnungen erfordern jedoch zur Löschung des Lichtbogens

  verhältnismäßig große Löschkapazitäten.

  Dic: v;#rl.iegende Erfindung zeigt einen anderen Weg zur Lösung

  der gleichen Aufgabe, der- den Vorteil tiat, daß ein Löschkonden-

  sator mit wesentlich geringerer Kapazität benötigt wird. Lr-

  findungsgemäß wird d i c Überbrückung von mindestens einem Reihen-

  widerstand aufgehoben und dann eine heihenschaltsteile g(!@iffnet,

  w()b«i der zu s.:hal Lende ;;trom jedesmal. durch Entladung einfes

  Kondensators gelöscht wird, der im !:insclialtzti,-;t:ind gE@:zid,.-n '

  und in der Zeit zwisc@:en den beiden ")(@h;.l tvc;r'gün,-,en umgnladeri

  wird.

  Ein Au:;führungsLei.srie- eir:ea' nn,.;r*cii:ung zur

  Verfahrens ist in der Zei,Ainung

  Die Figur zeigt eine fte i hcnsch altuni, von zwei liz-;tstro. hal -

  tern 1 und 2, die in einer vom Gleichstrom I

  Leitung angeordnet sind. Den üauptstromsc:haltern ; und ; lst

  je ein Löschstromschalter 2 bzw. 4 paraileIgeaohal tet. Yarallcl

  zum Hauptstromschalter 1 ist noch ein heihenwiuer stund lil pa-

  rallelgeschaltet. Die Verbindungsleitung der vier Schalter

  enthält eine Reihenschaltung eines Löschkondensators C m.it

  einem Dämpfungswiderstand R. nie den Iiauptstroms-ti;ali;ci-n 1

  und 3 abgewandte Seite des Löschkondensators C Ist über einen

  Ladewiderstand 11 2 geerdet. Der Löschkondensator '; ist durch

  den Gleichstrom I aufgeladen, so daß die den Hauptstromschal-

  tern 1 und 3 zugewandte Seite des Löschkondensators positives

  Potential hat.

  Zur Unterbrechung des Gleichstromes I wird der Hauptstrom-

  schalt.er 1 geöffnet und der Löschstromschalter 2 geschlossen.

  Der Löschkondensator C entlädt sich über den Lichtbogen des

  Hauptstroinschal ters 1 und den Löschstr,)inschal ter 2 sowie

  den Dämpfungswiderstand 1i. Der i-:rit.ladestr-om des Löschkonden-

  sators ist dem hi;:htbogenstrom des Hauptstromsc:iin,l ters 1 ent-

  gegengeri.chtet, so daß er e tnen Stromnua.ldui-chgariC hat, in

  welchem der Lichtbogen erlischt. Der Gleichstrom f Ließt weiter

  über den Löschstrc,mschalter 2, den Widerstand fi und den

  Kondensator C, so da13 dieser umgeladen wird. Nach der Um-

  ladung de;; Kondensators fließt über den HauptQtr#oms.@iial ter "i

  und den Parallelwiderstand 111 ein Gleichstrom, der ent-

  spi-echend dem Widerstandswert des Par@illelwider,s ..aii(res

  x,,ez-mindert ist. Anschließend werden der Löschstr;@inschalt@.,er

  und der Hauptstromschal@ter 3 geöffnet und der Lösur:,jtr";n-

  schalter 4 geschlossen. Der Löschkondensatrr .: eritliiat s i !.

  über den Widerstand il, den Schalter 4 und den Lichtb,)geii

  des Schalters 3. Der Lichtbogen wird gelös;@tit. Der @lei;::.str:@m

  fließt weiter über den Parallelwiderstand I11,. den Konden-

  sator 0, den Widerstand 11 und den Löschstromschalter 4 bis die Spannung des Löschkondensators die treibende Gleichspannung übersteigt. Anschließend wird der Löschstromscha-lter 4 geöffnet. Die Anordnung ist vorzugsweise geeignet zum Schalten von Gleichstrom bis zu mehreren kA bei einer Spannung von mehreren 100 kV. Sie kann jedoch auch zum Schalten von-Gleichstrom bei niedrigerer Spannung angewendet werden.

  Eine besonders vortteilhafte weitere Au sgest;_iltuntf; der An-

  ordnung ergibt sich dadurch, dai3 aia Parallelwiderstand !tt

  ein spannungsabhängiger N ider,s bind vo r-gesetien ist. Der-

  spannungsabhängige *Niaerr;t<ind bewirkt. beim Uberschwingen der

  -Kondensatorspunriun; eine :@trume!*hör:un:;, so dali dif Dämpfuni;

  der K@-)ridensatorspannung verbessert wi :-d.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Schalten von vorzugsweise hochgespanntem Gleichstrom, wobei der Lichtbogen durch den Entladestrom eines Kondensators' gelöscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbriigkung von mindestens einem Parallelwiderstand R1 aufgehoben und dann eine Reihenschaltstelle (3) geöffnet wird, wobei der zu schaltende Strom (I) jedesmal durch Entladung eines Kondensators (C) gelöscht wird, der im EinschaltzustanA geladen und in der Zeit zwischen den Teilschaltvorgängen umgeladen wird.
2. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB eine Reihenschaltung eines eretan (1) und eines zweiten Hauptstromsehaltere (3) vorgesehen ist, von denen dem ersten ein Widerstand (R1) parallelgeschaltet ist und denen je ein Löschstromsehalter (2 bzw. 4) parallelgeschaltet ist, und daß alle Schalter über ein R(;-Glied miteinander.verbunden Wind, dessen KondensatoP über einen Ladewiderstand (R2) einseitig geerdet ist..