DE1929551A1

DE1929551A1 - Hochspannungs-Trennschalter mit vorgeschalteten Widerstaenden

Info

Publication number: DE1929551A1
Application number: DE19691929551
Authority: DE
Inventors: Phillips Virgel Earl
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-06-13
Filing date: 1969-06-11
Publication date: 1970-01-02
Also published as: SE365065B; US3538277A; JPS4613210B1; FR2010846A1; CH495624A; GB1261592A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochapannunge-Trennschalter mit in den Schaltkreis beim Schließen des Schalters voreingeschalteten Widerständen.

Spannungsstöße von relativ hoher Größenordnung können erzeugt werden, wenn ein Trennschalter zum Wiederschließen einer Übertragungsleitung geschlossen wird. Ein bekanntes Verfahren zur Verringerung der Größe solcher Spannungsstoße besteht darin, einen Widerstand von geeignetem niedrigem Widerstandswert während des Schließvorganges in die Schaltung unmittelbar vor dem Augenblick einzufügen, in dem die Hauptkontakte in Eingriff kommen. Es wird hierzu beispielsweise auf das US Patent 3 291 94-7 oder auf die Veröffentlichung von Hedman et al mit dem Titel "Switching of JüHV Circuits, II - Surge Reduction with Circuit Breaker Resistors" in IBEE Transactions on Power Apparatus and Systems, December 1964, p. 1196 - 12o5, verwiesen.

909881/0992

Die in diesen Literaturstellen beschriebenen Trennschalter enthalten typischerweise in Heine geschaltete Hauptunterbrechungsstrecken und für jede Haiaptunterbrechungsstrecke einen "Schließwiderstand¹¹, der parallel zu der ünterbrechungsstrecke unmittelbar vor dem in Eingriff kommen der Hauptkontakte der Unterbrechungsstelle in die Schaltung eingeschaltet wird. Durch Auswahl eines geeigneten Widerstandwertes ist es Möglich, das Verhältnis des Spitzenspannungsstoßwertes zwischen der Leitung und Masse beim Schließen auf etwa 2,0 pro Einheit unter den- meisten Schaltbedingungen zu begrenzen.. Bei einigen Anwendungen ist dieser Wert jedoch noch zn hoch.

äs ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Spitzenwert der Stoßspannung beim Schließen oder wieder Schließen auf einen Wert zu begrenzen, der bedeutend geringer ist als der durch die vorbekannten Anordnungen mit ¥ö:rsia«~ fügung von Widerständen erreichbare Wert, d. a. awf tmni^ ger als etwa 1,7 pro iüinheit unter den meisten Seiialtbedingungen.

Bei einer Ausführungsform der arfindiaiag ist ein Mochspamrangs· Trennschalter zum öffnen und wieder Schließen des Schaltkreises über eine Kraftübertragungsleitung vorgesehen. Der Trennschalter umfaßt eine Vielzahl von in Keine geschalteten Paaren von riauptkontakten. Die Kontakte jedes Paares sind voneinander trennbar, um während der Auftrennung der Schaltung einen Abstand zwischen ihnen einzustellen, jss is-fc eine automatische Wiederschließvorricntung vorgesehen, die innerhalb 4-0 elektrischer Perioden nach dem Öffnen die Hauptkontakte wieder in .eingriff bringt. Den Paaren von Hauptkontakten sind jeweils Widerstandssnifcfcel zugeordnet«, üine erste Schaltvorrichtung kann so betrieben werden, daß sie mindestens einen Teil der Widerstandsmittel während eines Wiederschließvorganges vor dem in Eingriffkosamen der

909881/0992

Hauptkontakte über die zugehörigen Abstandsstrecken schaltet. Dadurch ergibt sich ein erster vorbestimmter effektiver Wert des Widerstandes, der parallel zu diesen i'rennstrecken liegt· Eine zweite" Schaltvorrichtung ist vorgesehen, um anschließend den parallel zu diesen 'i'rennstrecken Begenden effektiven Widerstand während eines späteren Teils des Schließvorganges vor dem wieder in Eingriffkommen der Hauptkontakte zu verringern,

Zua besseren Verständnis der Erfindung dienen die Abbildungen und die folgende Beschreibung.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Trennschalters einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig.1a ist eine schematische Ansicht, welche weitere Einzelheiten des Trennschalters nach Fig. 1 zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des;Bedienungsmechanismus für die Hilfs-Widerstandsschalter, welche in dem Trennschalter der Fig. 1 verwendet werden.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsfora der Erfindung·

Fig. 4- ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsfors der Erfindung.

Die bevorzugten Ausführungeformen der Erfindung seien nachstehend beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Hochspannungs-Trennschalter 10 mit eine» paar Anordnungen 12 und 14 zur Steuerung der Schaltung. Jede Anordnung 12,14- zur Steuerung der Schaltung umfaßt einen Metallbehälter 20, welcher auf einer hohen Spannung gegenüber Masse liegt und eine hohe Isolationssäule 17, die den Behälter 20 trägt und ihn

909881/0992

von Masse isoliert. An ihrem unteren Jöide ist jede der * Isölationssäulen 17 an einem geeigneten Rahmen (nicht gezeigt) befestigt. Die Anordnungen 12 und 14 zur Steuerung der Schaltung sind in einer der Phasen oder Leitungen 15 einer Hochspannungs-Wechselspannungsschaltung elektrisch in Reihe miteinander verbunden.

Eine Schaltzeichnung in der schematischen Darstellung der Fig. 1 zeigt die Bauteile der Anordnung 12 oder 14 zur Steuerung der Schaltung, welche im Inneren des Hochspannungsbehälters 20 angeordnet sind. Im: Inneren jedes Behälters 20 befinden sich zwei in Reihe miteinander verbundene Paare 22 und 24 von relativ beweglichen Hauptkontakten. Jedes Paar 22, 24 von Hauptkontakten umfaßt einen festen Kontakt 25 und einen beweglichen Kontakt 26. Die beiden festen Kontakte 25 werden jeweils durch eine Anöchlußhülse 28 gehalten, welche durch entgegengesetzte Enden des Metallbehälters 20 hindurchführen. Diese Hülsen umfassen leitfähige Einsatzstücke 29 als Stromzuleitung zu den festen Kontakten 25 und rohrförmige Isolatoren 30 zur Isolation der leiterteile 29 und der festen Kontakte 25 von dem Tank 20, wenn der Trennschalter geöffnet ist.

Im Nebenschluß zu jedem Paar 22, 24 von Hauptkontakten 25, 26 befindet sich eine Serienschaltung eines Hauptwiderstandes 32 und eines Hauptwiderstandsschalters 34. Der Hauptwiderstandsschalter 34 ximfaßt einen festen Kontakt 36 und einen beweglichen Kontakt 37· Wenn die Widerstände 32 über die Hauptkontakte 22 und 24 geschaltet .sind, dienen sie zur Regelung der Geschwindigkeit, mit der sich während der Unterbrechung des Schaltkreises die Spannung über den Hauptkontakten aufbaut und sie regeln auch' die Größe der Stoßspannung, welche am Trennschalter beim Schilessen auftritt. .

909881/0992

Für diese letztere Steuerfunktion muß jeder Widerstandsschalter geringfügig vor den Hauptkontakten geschlossen werden, zu denen er im Nebenschluß liegt. Zusätzlich dazu müssen die Widerstandsschalter in den beiden Anordnungen zur Steuerung der Schaltung im wesentlichen gleichzeitig geschlossen werden, um die Möglichkeit zu einem Durchschlag der Isolation parallel zu dem zuletzt geschlossenen Schalter zu verringern. In dieser Hinsicht wird bei gewissen Trennschaltern verlangt, daß alle Widerstandsschalter 34 während eines Schließvorganges innerhalb eines Zeitraumes von etwa 2 Millisekunden Kontakt machen. In dem US Patent 3 333 071 werden Vorrichtungen gezeigt und beansprucht, um dieses im wesentlichen gleichzeitige Schließen der Widerstandsschalter zu einem Zeitpunkt vor dem Eingriff der Hauptkontakte zu bewirken, und solche Vorrichtungen können in dem erfindungsgemäßen Trennschalter verwendet werden.

Durch Auswahl geeigneter Werte für die Widerstände 32 ist es möglich, unter den meisten Schaltbedingungen den Spitzenwert der Stoßspannung zwischen der Leitung und Masse beim Schließen maximal auf etwa 2,0 pro Einheit zu begrenzen. Für einige Anwendungen ist dies jedoch noch zu hoch. Wie bereits zuvor ausgeführt, ist es das Ziel der Erfindung, diesen Spitzenwert der Stoßspannung beim Schließen auf einen beträchtlich niedrigeren Wert zu begrenzen, d. h. auf 1,7 pro Einheit.

In der Ausführungsfarm der Erfindung nach Fig. 1 wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß über jedem Paar Hauptkontakte zwei verschiedene Werte von Widerständen an verschiedenen Zeitpunkten während des Schließvorganges vor dem in Eingriffkommen der Hauptkontakte eingeschaltet werden. Der zweite Widerstand ist dabei erheblich geringer als der erste Widerstand. Insbesondere werden zu einem Zeitpunkt mindestens 24-0 elektrische Grad vor dem in Eingriffkommen der

909881/0992

Hauptkontakte die Widerstandsschalter 34 im wesentlichen gleichzeitig geschlossen, um die Widerstände 32 über die jeweiligen Trennstellen 22, 24, 22, 24 zu schalten. Zu einem Zeitpunkt mindestens 120 elektrische Grad später wird ein weiterer Satz von Widerstandsschaltern 40 geschlossen, um Hilfswiderstände 42 über die Haupttrennstellen 22 parallel zu den bereits angeschalteten Hauptwiderständen 32 zu schalten. Danach ist der Wert des Widerstandes über jeder Trennstelle gleich dem effektiven Widerstand der Parallelkombisiation der Widerstände 42 und 32, welcher niedriger ist als der Wert des ursprünglich eingeschalteten Widerstandes. Bs wurde gefunden, daß diese Wider stands verringerung anschließend an die ursprüngliche Voreinschaltung eines Widerstandes und vor dem in Eingriff— kommen der Hauptkontakte es möglich macht, den Spitzenwert der Stoßspannung beträchtlich zu verringern im Vergleich mit dem ohne die zwischengefügte Widerstaiadswsri®- gerung auftretenden Spitzenwert der Stoßspanmiag*

Es wurden eingehende Untersuchungen mit Analogrechnern and mit Ziffernrechnern durchgeführt* um die optimalen Widerstandswerte für die beiden Widerstände 32 und 42 zu finden, welche beim Schließen oder wieder Schließen den Spitzenwert des Spannungsstoßes auf dem niedrigsten Wert haltern. Anhand dieser Rechner-Untersuchungen erscheint es, daS der effektive Gesamtwert des zuerst eingeschalteten Widerstandes 32 etwa das 2,2 bis 3,3 - fache der Impedanz der Übertragungsleitung gegenüber einem Spannungsstoß betragen soll·= te. Der effektive Gesamtwert des Widerstandes über den" Trennstellen 22 und 24 nach dem Schließen der Schalter für die Hilfswiderstände sollte etwa das 0,4 bis 0,8 - fach© dieser Impedanz für den SpannungsstoS betragen. Bei einem typischen Trennschalter für 765 &v «ad unter der Annahme-^ daß er für einen Schaltkreis mit einer Impedanz von 36© Ohm für einen Spannungsstoß verwendet wird, scheinen Si©

309881/0992

—"7—

optimalen effektiven Widerstände für die erste Stufe etwa 1000 Ohm zu sein und für die zweite Stufe etwa 200 Ohm. Der effektive Widerstand von 200 Ohm in der zweiten Stufe wird dadurch erreicht, daB man Widerstände 4-2 mit einem Gesamtwiderstand von 250 Ohm verwendet. Die Hauptwiderstände 32 können ^eder die gleiche Größe haben, und bei dieser speziellen Ausgestaltung hat $&ά.βτ einen Widerstand von 250 Ohm. Die Hilfswiderstände 42 können ebenfalls den gleichen Wert haben, und bei dieser speziellen Ausgestaltung bat jeder einen Widerstand von 62,5 Ohm. Die Untersuchungen am Elektronenrechner deuten darauf hin, daß ein mit solchen Widerständen ausgestatteter Trennschalter den Spannungsstoß zwischen der Übertragungsleitung und Masse auf etwa 1,6 pro Einheit beim Schließen oder Wiederschliessen eines Schaltkreises begrenzt, welcher die angenommene Impedanz gegenüber Spannungsstößen hat.

Es ist wichtig, daß mindestens eine Zeit entsprechend 120 elektrische Grad zwischen den aufeinanderfolgenden Stufen des Schließvorganges des Trennschalters verstreichen kann, d. a. zwischen der Einfügung des Widerstandes 32 und der Einfügung des Widerstandes 42 und zwischen der Einfügung des Wideretandes 42 und dem Schließen der Hauptkontakte. Der Grund dafür ist, daß ^e&er Schritt Spannungsstöße erzeugt, die dazu neigen, weiter zu bestehen. Wenn nicht eine ausreichende Zeit vorhanden ist zur Abdämpfung dieser Stöße, dann wird ein Stoß dem anderen überlagert und man erhält sogar noch höhere Gesamtspannungen. Indem man eine Zeit von 120 Grad zwischen aufeinanderfolgenden Schritten verstreichen läßt, findet eine ausreichende Dämpfung statt, um dieses iroblem größtenteils ze vermeiden.

Eine Art von Schaltbetrieb, die vom Standpunkt der Erzeugung von hohen btoßspannungen besonders hart sein kann, ist das Schließen an einer übertragungsleitung, auf der sich ein-

909881/0992

gefangene Ladungen befinden. Dieser Situation begegnet man üblicherweise bei automatisch wieder schließenden Trennschaltern, welche typischerweise innerhalb von 40 elektrischen Perioden nach einem Trennvorgang wieder geschlossen werden und in manchen J?'ällen noch in einer kürzeren Zeit. Bei trockenem Wetter kann die eingefangene Ladung auf einer unterbrochenen übertragungsleitung eine Sekunde lang oder noch länger einen wert von einigen Prozent unterhalb ihres ursprünglichen Wertes beibehalten. Daher kann im wesentlichen die volle eingefangene Ladung auf einer einwandfreien Übertragungsleitung vorhanden sein, wenn der Trennschalter wieder schließt. Wie bekannt erhöht die Anwesenheit dieser Ladung die Größe der beim Schließen erzeugten Schaltstoße. Durch die erfindungsgemäße Anordnung zur Voreinfügung von Widerständen kann jedoch immer noch der maximale Spannungsstoß zwischen Leitung und Masse beim Wiederschließen trotz der eingefangenen Ladung auf weniger als 1,7 pro Einheit begrenzt werden.

anderer Typ des Schaltbetriebes ist das Schließen oder Wiederschließen von Übertragungsleitungen, welche eine Kompensation durch Nebenschlußdrossel aufweisen. Die Wechselwirkung der Nebenschlußdrossel und der Kapazität der Übertragungsleitung führt zu einer Spannungeschwingung auf der Übertragungsleitung, typischerweise zwischen 30 und 58 Hz, wenn die Leitung stromlos wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann der Maximalwert des Spannungsstoßes gemessen zwischen Leitung und Masse beim Wiederschließen einer solchen Übertragungsleitung mit Kompensation durch Nebenschlußdrossel auf weniger als 1,7 pro Einheit reduziert werden. .

ils ist zu beachten, daß die E rfindung in ihren umfassenderen Aspekten auch auf Trennschalter anwendbar ist, welche

909881/0992

geringfügig höhere Spitzenwerte des SpannungsStoßes zulassen, obwohl die erfindungsgemäße Anordnung die Fähigkeit hat, diesen Spannungswert am Schließen oder Wiederschließen auf 1,7 pro Einheit zu begrenzen.

Der vorliegende Trennschalter ist ein Trennschalter mit automatischer Wiederschließung und enthält daher schematisch bei 46 in Fig. 1 a angedeutete Vorrichtungen zur Erzwingung des Wiederschließens des Trennschalters innerhalb von 40 Perioden nach dem Offnen. Die Vorrichtung zur Erzeugung des automatischen Wiederschließens kann eine an sich bekannte geeignete konventionelle Vorrichtung sein, wie sie z. B. in dem US Patejit 2 582 027 beschrieben wird, und ihre Einzelheiten werden/nicht dargestellt. Die Fig. 1 a zeigt in schematischer Form die Steuereinheit 46 für das Wiederschließen, welche die Einheit 47 zum Schließen ansteuert. Die Einheit 47 zum Schließen steuert unmittelbar die Wiederstandsschalter wie in Fig. 1 a dargestellt. Die Haupttrenrßtrecken werden durch eine getrennte, mit 48 bezeichnete Steuereinheit gesteuert, welche an einem vorbestimmten Zeitpunkt in dem Schließzyklus des Widerstands— schalters ausgelöst wird.

Zur Vermeidung einer nicht notwendigen Komplikation der Zeichnung und der Beschreibung sind die Einzelheiten des Betätigungsmechanismus für die Hilfswiderstandsschalter 40 nicht gezeigt, welche nicht zum Gegenstand der·Erfindung gehören. Fig. 2 zeigt jedoch ein sctiematisches Diagramm eines geeigneten Betätigungsmechanismus für die Hilfswiderstandsschalter 40 in jedem Behälter 20. Dieser Mechanismus Hmfaßt einen Kolben 50, der mit den beweglichen Kontaktarmen 45 des Hilfswiderstandsschalters 40 gekoppelt ist und eine Öffnungsfeder 52, die die Kontaktarme in der geöffneten Stellung hält. Ein normalerweise geschlossenes Steuerventil 54 steuert die Bewegung des Kolbens 50. Dieses

909881/0992

-ιυ-

Steuerventil bildet normalerweise ein Ablaßventil für den Kaum 55 oberhalb des Kolbens 5Q. An einem vorbestimmten Punkt in dem Schlfeßzyklus des Trennschalters wird das Steuerventil 54- geöffnet, um über dem Kolben 50 einen Gasdruck zuzuführen und die Kontaktarme 4-5 in die geschlossene Stellung zu verschieben. Sobald die zugeordneten Hauptkontakte 26 die geschlossene Stellung erreichen, wird das Ventil 54- durch geeignete Vorrichtungen zur Belüftung des Raumes 55 wieder geschlossen und damit wird das Wiederöffnen der Hilfswiderstanddschalter unter dem Einfluß der Öffnungsfeder 52 möglich. Daher werden die Hilfswiderstände unmittelbar nach dem Schließen der Hauptkontakte 26 und vor dem Wiederöffnen der Hauptkontakte aus der Schaltung herausgenommen.

Durch das öffnen der Widerstandsschalter 40, wenn die Hauptkontakte 22, 24- geschlossen sind, wird 3ede Notwendigkeit dafür beseitigt, daß die Widerstandsschalter die Eigenschaften eines Unterbrechers aufweisen. Insbesondere führen die Widerstände 4-2, da die Hauptkontakte 22, 24- geschlossen sind wenn das öffnen der Widerstandsschalter 40 ausgelöst wird, dann keinen Strom und daher fließt bei ihrer Öffnung kein Ström durch die Widerstandsschalter 4O. Ebenso kann die Zeit, während der die Widerstände 4-2 Strom führen müssen, und ihre erforderliche Wärmekapazität dadurch begrenzt werden, daß diese Einsatzwiderstände 4-2 nur während des Schließens in die Schaltung eingefügt werden.

In einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung werden die Widerstandsschalter 34- vor dem öffnen der Hauptkontakte 22, 24- während des Öffnungszyklus des Trennschalters zum öffnen gebracht und das öffnen der Widerstandsschalter 40 wird bis zu einem Zeitpunkt nach dem öffnen der Hauptkon*, takte 22, 24 verzögert. Dies bewirkt, daß der Widerstand

909881/099 2

42 der Öffnungswiderstand ist. Dies führt dazu, daß beim öffnen ein niedrigerer Widerstand vorhanden ist und daß sich daher der Aufbau der Spannung über den Hauptkontakten 22, 24 dann mit einer geringeren Geschwindigkeit vollzieht.

Obwohl die Fig. 1 nur einen einzigen HilfsWiderstand 42 zeigt, der parallel zu Jeder Hauptstrecke schalftar ist, können selbstverständlich zusätzliche Hilfswiderstände zur Parallelschaltung mit demHauptwiderstand vorgesehen werden, unfeine allmählichere Verringerung des¹ Widerstandes während des Ablaufes des Schließvorganges zu gestatten. Diese allmählichere Verringerung des Widerstandes gestattet die Erreichung von weiteren Verringerungen der Stoßspannung. Diese Verringerungen scheinen Jedoch einjrelativ geringes Ausmaß zu haben, und daher wird eine einzige Zwischenstufe für die Widerstandsverringerung entsprechend Fig. 1 bevorzugt.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform umfaßt Hauptkontakte 22, 24, Hauptschließwiderstände 32 und Hauptwiderstandsschalter 34 von im wesentlichen gleicher Form und Arbeitsweise wie in Fig. 1. Diese einzelnen Teile sind daher mit den gleichen Bezugsziffern wie die entsprechenden Teile in Fig. 1 bezeichnet.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 wird der verringerte Widerstand während der zweiten Stufe des Schließvorganges dadurch erreicht, daß ein Teil jedes der Hauptwiderstände 32 kurzgeschlossen wird. Dies wird mittels einer Reihe von Hilfsechaltern 50 durchgeführt, welche jeweils einen Kontakt 52 aufweisen, der mit einem Zwischenabgriffspunkt 53 an dem Widerstand 32 verbunden ist. Der andere Kontakt 54 ist über eine Leitung 56 mit einem Punkt 57 zwischen den aneinandergrenzenden Widerständen 32 geschaltet.

Beim Schließen jedes Hilfsschalters 50 schließt dieser

909881/0992

einen Teil des zugehörigen Widerstandes 32 kurz und reduziert damit den effektiven Widerstand über den Hauptkontakten 22 oder 24 auf den Widerstand des nicht kurzgeschlossenen Teils des Widerstandes. Diese Schaltanordnung kann verwendet werden, um den gleichen effektiven Widerstand über jeder Haupttrenstelle wie in Fig. 1 und die gleiche Zeitdauer zwischen den einzelnen Schaltschritten zuergeben.

Der gleiche Mechanismus, wie er schematisch in Fig." 2 gezeigt ist, kann auch für den Betrieb des Hilfswiderstandsschalters 50 verwendet werden. Dieser Öffnungsmechanismus öffnet den Hilfswiderstandsschalter 50 unmittelbar nach dem die Hauptkontakte sich schließen. Damit nimmt der Hilfewiderstandsschalter 50 in gleicher Weise nicht an dem anschließenden Öffnungsvorgang teil wie der HilfsWiderstand 42 der Fig. 1.

ifis ist zu beachten, daß man mit der Anordnung nach Fig. 3 auch zusätzliche Schritte zur Erzielung einer allmählicheren Widerstandsverringerung erhalten kann. Die gestrichelten Linien deuten an, wie man diese zusätzlichen Schritte erreichen könnte. Insbesondere kann Jeder Widerstand 32 mit einem zusätzlichen Abgriff versehen werden und einen zusätzlichen Hilfsschalter 60, um diesen zusätzlichen Abgriff nach einer geeigneten Zeit nach dem Einschalten des ersten Abgriffs zuzuschalten. Das Schließen des zusätzlichen Hilfsschalters 6ü schließt einen weiteren Teil des Widerstandes 32 kurz und verringert damit weiter noch den wirksamen Widerstand über der HaupttrenBtelle.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Hier sind nur ein einziger Widerstand 32 und ein einziger Widerstandsschalter 34 parallel zu jeder Haupttrennstelle geschaltet. In dieser

909881/0992

Anordnung sind während des Schließvorganges eines Trennschalters alle Widerstandsschalter 34 im wesentlichen gleichzeitig in einem Augenblick geschlossen, der mindestens 24ü elektrische Grad vor dem Zeitpunkt liegt, an dem alle Hauptttennstellen 22, 24- geschlossen sind. Bei dieser Anordnung werden Jedoch die Haupttrennstellen nicht in wesentlichen gleichzeitig, wie es in der anderen Anordnung der !•'all ist, geschlossen. Zuerst werden die Haupttrennstellen 22, 24 der Anordnung/zur Steuerung der Schaltung geschlossen. Dann, mindestens 12u elektrische Grad später, werden die Haupttrenstellen 22, 24 der Anordnung 14 zur Steuerung der Schaltung geschlossen. Das Schließen der Haupttrennstellen der ersten Anordnung 12 zur Steuerung der Schaltung, während die Haupttremstellen der anderen Anordnung 14 noch geöffnet sind, hat die Wirkung, daß die Widerstände 32 der Anordnung 12 kurzgeschlossen werden, während die Widerständee 32 der anderen Anordnung 14 in Reihe mit der Kraftübertragungsleitung 15 liegen. Unter der Annahme, daß die Widerstände 32 gleiche Größe aufweisen, bedeutet dies, daß der voreingefügte Widerstand auf die Hälfte seines ursprünglichen Wertes verringert wird. Mindestens 120° danach werden die Haupttrenstellen 22, 24 der Anordnung 14 geschlossen und damit die restlichen Widerstände kurzgeschlossen und der Schließvorgang vervollständigt.

In einem typischen Trennschalter für 500 kV werden Widerstände mit einem Gesamtwiderstandswert etwa gleich' der halben Impedanz der Übertragunsleitung gegen Spannungsstöße verwendet. Bei dem zweiten Schaltschritt wird dieser Widerstand auf die Hälfte des Wertes reduziert. In dieser besonderen Anordnung haben die Widerstände jeweils einen Widerstandswert von 100 Ohm.

Die Anordnung nach Fig. 4 ist einfacher als die anderen Anordnungen, da sie weniger Widerstände und Widerstandsschalter aufweist. Sie hat aber den Nachteil, daß eine der An-

909881/0992

ordnungen 14 zur Steuerung der Schaltung der gesamten
Spannung über dem Trennschalter ausgesetzt wird während
des Zeitraumes, in dem seine Haupttrennstellen noch geöffnet sind und die Haupttrennstellen der anderen Anordnung 12 geschlossen sind. Dies ist gewöhnlich zulässig,
wenn nur zwei Anordnungen zur Steuerung der Schaltung in Reihe miteinander verbunden sind wie in Fig. 4« Dann muß sowieso jede so ausgelegt werden, daß sie mindestens die Hälfte der vollen Spannung aushält. Wenn jedoch mehr als " zwei Anordnungen zur Steuerung der Schaltung in Reihe miteinander verbunden sind, dann ist jede einzelne Anordnung zur Steuerung der Schaltung gewöhnlich für geringere
Spannungen konstruiert und kann nicht das Anlegen der
vollen Spannung aushalten.

90 9 8 81/0992

Claims

- 15 -PATENTANSPRÜCHE

Hochspannungs-Trennschalter zum Öffnen und wieder Schließen es Schaltkreises in einer Übertragungsleitung für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Paaren von Hauptkontakten (22, 24), wobei die Kontakte (25, 26) jedes Paares (22, 24) voneinander trennbar zur Öffnung einer Trennstrecke zwischen den Kontakten während des Vorganges der Unterbrechung der Schaltung sind, eine Vorrichtung (46) zum wieder Ineingriff bringen dieser Hauptkontakte (25, 26) innerhalb 40 elektrischer Perioden nach dem Öffnungsvorgang, Widerstandsmittel (32, 42), die jeweils diesen Paaren (22, 24) von Hauptkontakten (25, 26) zugeordnet sind, eine erste Schaltvorrichtung (34) zur Zuschaltung mindestens eines Teiles dieser Widerstandsvorrichtungen (32, 42) über die zugehörigen Trennstrecken zwischen den Kontakten (25, 26) während des Schließvorganges vor dem wieder Ineingriff kommen dieser Hauptkontakte (25, 26), wodurch sich ein erster vorbestimmter, effektiver Widerstandswert parallel zu diesen Trennstrecken ergibt, und eine zweite Schaltvorrichtung (40) zur anschließenden Reduzierung des parallel zu den Trennstrecken liegenden effektiven Widerstandes auf vorbestimmte zweite Widerstandswerte während eines späteren Teils des Schiießyorganges vor dem Ineingriff kommen der Hauptkontakte (25, 26) aufweist, wobei diese ersten und zweiten Widerstandswerte eine solche Größe aufweisen, daß sie die durch das Schließen verursachten Spitzenwerte der Spannungsstöße zwischen Leitung und Masse konsistent auf einen Wert beschränken, der weniger als 2,0 pro Einheit beträgt.

Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Widerstandswert (32, 42) eine solche Größe aufweisen, daß sie konsistent den durch das Schließen erzeugten Spitzenwert des Spannungsstoßes zwischen Leitung und Masse auf weniger als 1,7 pro Einheit beschränken.

909881/0992

3. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Steuervorrichtung aufweist zur Betätigung der zweiten Schaltvorrichtung (40)' zu einem Zeitpunkt von mindestens 120 elektrische Grad nach der Betätigung der ersten Schaltvorrichtung (34) während des Schließvorganges und mindestens 120° vor dem wieder Ineingriff kommen der zugehörigen Hauptkontakte (25, 26).

4. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch S ^e "" kennzeichnet , daß der Gesamtwiderstand, welcher durch Betätigung der ersten Schaltvorrichtung (34) über die

fc Hauptkontakte geschaltet wird, zwischen dem 2,2 und dem

3,3-fachen des Impedanzwertes der stromführenden Leitung gegenüber Spannungsstößen liegt und daß der bei Betätigung der zweiten Schaltvorrichtung (40) über die Hauptkontakte (25, 26) geschaltete Gesamtwiderstand zwischen dem 0,4 und dem 0,8-fachen Wert der Impedanz der stromführenden Leitung gegen Spannungsstöße liegt.

5. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Jede der Widerstandsvorrichtungen (32, 42) einen ersten Widerstand (32) und einen zweiten Widerstand (42) umfaßt, welche parallel zuschaltbar zu dem zugehörigen Paar (22, 24) von Hauptkontakten (25, 26)

) sind,und daß der erste Widerstand (32) durch Betätigung der

ersten Schaltvorrichtung (34) über dem zugehörigen Paar (22, 24) von Hauptkontakten (25, 26) schaltbar ist und daft die zweite Schaltvorrichtung (40) so beschaffen ist, daß sie während des letzten Teils des Schließvorganges den zweiten Widerstand (42) parallel zum ersten Widerstand (32) über das zugehörige Paar (22, 24) der Hauptkontakte (25, 26) schaltet.

6. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch g e -kennzeich net, daß die Widerstandsvorrichtung (32) und die zweite Schaltvorrichtung (40) so beschaffen sind, daß die Schaltung einen verringerten effektiven Widerstand aufweist mit Hilfe eines Kurzschlusses eines Teils der Widerstandsvorrichtung (32), welche durch die erste

909881 /0992

'Schaltvorrichtung (34) parallel zu den Hauptkontakten (25, 26) verbunden ist, durch einen Kurzschluß über die zweite Schaltvorrichtung (40).

7. Hochspannungs-Trennschalter zum Öffnen und wieder Schließen der Schaltung in einer Übertragungsleitung für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von in Reihe miteinander verbundenen Paaren (22, 24) von Hauptkontakten aufweist, wobei die Kontakte (25, 26) jedes Paares zur Herstellung einer Trennstrecke zwischen den Kontakten während des Öffnens der Schaltung trennbar sind, daß sie eine Wiederschiießvorrichtung (26) zum wieder Ineingriff bringen der Hauptkontakte innerhalb von 40 elektrischen Perioden nach dem Öffnungsvorgang jeweils diesen Paaren von Hauptkontakten zugeordnete Widerstandsvorrichtungen (32, 42) und Schaltvorrichtungen (34, 40) zur Verbindung mindestens eines Teils der Widerstandsvorrichtungen über die zugehörigen Trennstrecken zwischen den Kontakten während eines Schließvorgangs vor dem wieder Ineingriff kommen der Hauptkontakte aufweist, wodurch die Schaltung einen ersten effektiven Widerstandswert in Reihe mit der stromführenden Leitung besitzt, und daß sie eine Vorrichtung (40, 42) zur anschließenden Verringerung des effektiven Wertes des Widerstandes in Reihe, mit der stromführenden Leitung während eines späteren Teils des Schließvorganges und eine Vorrichtung, die gewährleistet, daß die Verringerung des effektiven Widerstandswertes konsistent mehr als 120 elektrische Grad vor dem wieder Ineingriff kommen aller Hauptkontakte und mehr als 120 elektrische Grad nach dem Einschalten des ersten Widerstandes (32) in Reihe mit der Leitung eintritt, besitzt, wobei die ersten und zweiten Widerstandswerte eine solche Größe aufweisen, daß sie den Spitzenwert des durch das Schließen verursachten Spannungsstoßes zwischen Leitung und Masse auf weniger als 2,0 pro Einheit beschränken.

9 09881/0 992

-.18 -

.8. Trennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und zweite Widerstandswert (32, 42) eine solche Größe aufweisen, daß sie den durch das Schließen verursachten Spitzenwert des Spannungsstoßes zwischen Leitung und Masse auf weniger als 1,7 pro Einheit begrenzen.

9. Trennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Vorrichtung zum

■ Schließen einiger der Hauptkontakte mehr als 120 Grad vor

dem Schließen der übrigen Hauptkontakte aufweist, und der

* effektive Widerstandswert dadurch verringert ist, daß der

parallel zu den zuerst geschlossenen Kontakten liegende Widerstand kurzgeschlossen ist und die Schaltung den Widerstand über den noch geöffneten Kontakten besitzt.

ι 10. Trennschalter nach Anspruch,7, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Vorrichtung (54) zum Kurzschließen eines Teils des über jedes Paar von Hauptkontakten geschalteten Widerstandes (32) zur Verringerung

, des effektiven Widerstandes aufweist.

11. Trennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltvorrichtung und einen durch diese Vorrichtung parallel zu dem bereits über die Hauptkontakte geschalteten Widerstand zwecks Verringerung des effektiven Widerstandes aufweist.

909881/0992

Leerseite