DE2137082A1 - Anordnung zur strombegrenzenden unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannung - Google Patents
Anordnung zur strombegrenzenden unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannungInfo
- Publication number
- DE2137082A1 DE2137082A1 DE2137082A DE2137082A DE2137082A1 DE 2137082 A1 DE2137082 A1 DE 2137082A1 DE 2137082 A DE2137082 A DE 2137082A DE 2137082 A DE2137082 A DE 2137082A DE 2137082 A1 DE2137082 A1 DE 2137082A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- commutation
- current
- capacitor
- tfs
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
- H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Description
Professor Dr.-Ing. Dieter Kind
33 Braunschweig, Pockelstraße 4
Km/ly FK 70/131
21.JuIi 1971
Anordnung zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur strombegrenzenden
Unterbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung, in der der abzuschaltende Strom mehrere elektrisch
in Reihe liegende Kommutierungsstufen mit Kommutierungsschaltstrecken,
Kommutierungskondensatoren und Energieabsorbern durchläuft und dabei auf einen Reststromwert verringert wird, der
von einem Schalter mit kleiner Schaltleistung überspannungsfrei ausgeschaltet werden kann.
Es ist bereits eine Anordnung zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung bekannt, in der
einem Kommutierungsschalter ein Kondensator parallel geschaltet wird, der dem Schalter den Strom entzieht und der durch den abzuschaltenden
Strom auf eine so hohe Spannung aufgeladen wird, daß dieser Strom auf einen parallelen hochohmigen Widerstand
(Energieabsorber) kommutiert und auf einen Reststromwert vermindert
wird, dor durch anderweitige Maßnahmen endgültig unterbrochen
wird (Ι5ΤΖ/Λ, Bd.89(I968)S.3-6). Zur Reststromunterbrechunj;·
eignet sich besonders eine bekannte Einrichtung, die aus einem Reststromschalter mit paralleler Uberspanmingsschutzsclm
1 tunt·, aus in lleiho liegenden Löschfunkenstrecken, einem
Widerstand und einem Kondensator besteht (deutsche Patentschrift
209885/0698
- 2 - FK 70/131
Um die vorgenannte Schaltanordnung für die Unterbrechung von Strömen bei höheren Spannungen auszubilden, ist eine Reihenschaltung
mehrerer Kommutierungsschaltstrecken und der parallelen • Nebenwege möglich. Dabei steigt der Aufwand für die Schaltstreclcen,
die Kommutierungskondensatoren und die Energieabsorber proportional
mit der geforderten Schaltspannung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanordnung
anzugeben, die die gleiche Wirkung auf den abzuschaltenden Strom hat wie die oben genannte Reihenschaltung, bei denen
jedoch die Anzahl der teuren Kommutierungselemente (Schaltstrecke
und Kommutierungskondensator) wesentlich vermindert werden kann. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß die Anordnung nur
einen Kommutierungskondensator bzw. nur einen Kommutierungskondensator und eine Kommutierungsschaltstrecke enthält und daß
diese Elemente durch steuerbare Hilfsschalter nacheinander in
die einzelnen Kommutierungsstufen zur Erfüllung ihrer Aufgabe
einschaltbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Anordnung zur strombegrenzenden Unk
terbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung, Fig. 2 ein zu Fig. 1 gehöriges Strom- und Spannungsdiagramm,
Fig. 3 eine Schaltanordnung zur mehrfachen Ausnutzung der Kommutierungskapazität
gemäß der Erfindung, Fig. 4 ein zu Fig. 3 gehöriges Strom- und Spannungsdiagramm,
Fig. 5 und 6 zeigen weitere Schaltungsanordnungen nach eier Erfindung,
bei denen die Aufladung der Kapazität durch die vorhergegangene Kommutierung für die folgende ausgenutzt wird,
Fig. 7 zeigt ein zu Fig. 6 gehöriges Strom- und Spaunuiigsd i agramm,
Fig. 8 und 9 zeigen S-. haLtanordnungen nach der Erfindung mit
unterteiltem Kommutierungskondensator f
FLg. 10 und Il zeigen S haltanordnungen zur mehrfachen Ausnutzung
von Kommutierungskapazität und KommutierimKssc-hciltstrecke
gemäß der Erfindung.
209885/0698
- 3 - FK 70/131
Um. das Verständnis für die Erfindung zu erleichtern, sei zunächst
die bekannte Schaltungsanordnung nach Fig. 1 beschrieben, in der U die treibende Spannung ist, die einen Strom I , der
abgeschaltet werden soll, über eine Induktivität L und die Schalter S und S. treibt. Parallel zu dem als Kommutierungsschalter
dienenden Schalter S liegen der Kommutierungskondensator C und der Absorberwiderstand R . In Reihe mit dem Kommutierungskondensator
liegen ein Hilfsschalter IIS und die Induktivität L-1 . Parallel zu den Schaltern S. und S0 liegt ferner
eine Schutzschaltung gegen Überspannungen, die aus einer Reihenschaltung von Funkenstrecken FS, einem stromabhängigen
Widerstand R0 und einem Kondensator C besteht.
Nach Fig. 1 und 2 fließt für Zeiten t< t. der Strom I , der abgeschaltet
werden soll. Bei t. öffnet der Kommutxerungsschalter S. und erzeugt eine Lichtbogenspannung, nach einigen ms schließt
zur Zeit to der Hilfsschalter HS. Der Strom koramutiert in den
Kondensator C und lädt ihn auf. Entsprechend der Spannung an C
wird der Strom auf den Energieabsorber R kommutiert, der so ausgelegt
ist, daß R1(I ) ·Ι
> U ist, so daß der Strom vermindert werden kann. Ist der Strom i näherungsweise auf den Restwert
I=U /R dp) abgesunken, der je nach Auslegung von R. einige %
bis einige 10% von I beträgt, dann wird der Reststromschalter S
zur Zeit t„ geöffnet, der im Zusammenwirken mit dem in Reihe geschalteten
Energieabsorber R. eine Spannung größer als die treibende
Spannung erzeugt und den Strom weiter vermindert. Werden unzulässige Überspannungen an der Schalteinrichtung erzeugt, dann
spricht zur Zeit t, die Überspannungsschutzschaltung an. Die Reihenschaltung aus den Funkenstrecken FS, dem stromabhängigen
Widerstand R0 und der Kapazität C0 erzeugt eine der treibenden
tu et
,Spannung entgegengerichtete Spannung, nimmt die Restenergie auf
und schaltet den Strom i zur Zeit t_ endgültig ab. ·
In den im folgenden beschriebenen Figuren sind Schaltungen nach der Erfindung und zugehörige Diagramme angegeben, die sich nur
auf den Kommutierungsteil der Schaltanordnung beziehen. Der zu unterbrechende Strom I wird in den folgenden Erläuterungen für
209885/0698 "*"
- k - FK 70/131
den Zeitraum der Kommutierung als näherungsweise konstant
angesehen.
Fig. 3 zeigt eine Schaltung nach der Erfindung, in der drei
Kommutierungsschaltstrechen S., S0 und S in Kaskadenform und
die Energieabsorber R., R0 und R„ in Reihe angeordnet sind.
Für die Kommutierung des abzuschaltenden Stromes I aus den Schaltstrecken in die zugehörigen Absorber, z.B. aus S in R0,
xvärd jeweils der gleiche Kommutierungskondensator C verwendet,
der über steuerbare Hilfsschalter der entsprechenden Schaltstrecke
parallel geschaltet werden kann und der nach einer Kommutierungsstufe über einen HiIfskreis entladen wird. Für
die angegebene Schaltung wird nur 1/3 der Kondensatorbatterie benötigt j die erforderlich wäre, wenn für jeden Kommutierungsschalter ein eigener Kondensator vorgesehen wäre. Das Verhältnis
des Aufwandes an Kondensatoren mit Mehrfachausnutzung
zum Aufwand bei Einfachausnutzung beträgt hier bei der 3stufigen Schaltung 1:3 bzw. bei einer η-stufigen l:n.
Diese Schaltung wirkt wie folgt:
Für Zeiten t<t. fließt der Strom I , der zu unterbrechen ist.
Zur Zeit t (Fig.4) öffnet der Kommutierungsschalter S und erzeugt
eine Lichtbogenspannung. Bei t wird die Triggerfunkenstrecke
TFS1 (z.B. von der Höhe der Lichtbogenspannung von S) k gezündet, und der Strom kommutiert auf den Kondensator C, der
aufgeladen wird. Entsprechend der Spannung an C wird der Strom auf den Energieabsorber R. kommutiert. Wenn die Spannung am
Kondensator U =1 R betragt, dann fließt der gesamte Strom I
\-* O 1 O
über R und S . Die Triggerfunkenstrecke TFS führt keinen
Strom mehr und kann wiederverfestigen. Im weiteren Verlauf darf sie nicht wieder ansprechen. Bei t_ öffnet der Schalter S
J ώ
und erzeugt .eine Lichtbogenspamiung. Zur Zeit t„ , dieser Zeitpunkt
muß so gewählt werden, daß TFS1 voll wiederverfestigt ist,
wird die Funkenstrecke TFS gezündet, der Kondensator C kann sich über den Entladewiderstand R entladen, und nach der Wieder-
e '
verfestigung der Funkenstrecke TFS ist der Kondensator für
einen erneuten Kommutierungsvorgang bereit. Zur Zeit t. schaltet
die Triggerfunkenstrecke TFS3 durch, und der Strom kann aus dem
209885/0898
- 5 - FK 70/131
Schalter S0 in den Kondensator C kommutieren, der wiederum
fm*
so lange aufgeladen xvlrd, bis U = I R ist und der gesamte
Strom durch den R0 und S fließt und der Lichtbogen an der
Funkenstrecke TFS0 verlöscht. Analog den oben beschriebenen
Funktionen öffnet bei t_ der Schalter S und erzeugt eine LLchtbogenspannung, wird bei t_ der Kommutierungskondensator C
>a
entladen und bei t,- der Kommutierungskreis über die Funkenstrecke
TFS eingeschaltet und damit der Kondensator C erneut aufgeladen, bis U_ = I R ist und der Lichtbogen an TFS ver-
L, O _} J
löscht. Die Kommutierung in die Energieabsorber ist jetzt abgeschlossen.
Die Schalterspannung u setzt sich jetzt aus der
Größe u = i(R +R +R„) zusammen. Bei entsprechender Dimensionierung
können die Funktionen des Entladekreises aus TFS und R durch die Elemente TFS und R übernommen werden. Der Zeitpunkt
t_ müßte jedoch dann vor t_ liegen, pa ■ ρ
Die stufenweise Kommutierung nach Fig. 3 hat den Vorteil, daß
nur der Schalter S. vom Dauerstrom durchflossen wird. Die Kontakte der Schalter S und S„ brauchen nur für sehr kurze
^ J
Stromflußzeiten (einige ms) ausgelegt zu sein.
Eine Vereinfachung der Kommutierung des Stromes aus den Schaltstrecken
kann dadurch erreicht werden, daß die von der vorherigen Kommutierung vorgeladene Kapazität sich bei der nachfolgenden
Stufe so entladen kann, daß der Entladestrom im Schalter jeweils dem Hauptstrom entgegengerichtet ist. Besonders wirksam ist eine
stromabhängige Vorladung von C. Eine derartige Schaltung ist in Fig. 5 dargestellt. Eine Entladevorrichtung für den Kommutierungskondensator C, wie sie in Fig. 3 vorhanden ist, entfällt hier.
Es sind dafür zwei zusätzliche getriggerte Funkenstrecken vorhanden, durch die die Anschlüsse des Kondensators vertauscht werden
können. Zur Zeit t öffnet der Kommutierungsschalter S und erzoiirt
eine Li. chtbogeiispannung.
Iio i t werden die Tr igger Puiikeiistrecken TFS und TKSr gezündet,
und doj· ,Strom T kommuti.ort auf den Kondensator C, der durch
ο ",„■--.
i au ί ?'o I aciem wird. Entsprechend der ,Spannung an C wird der
SAD ORIGINAL
2 ü 9 8 8 B / 0 6 9 8 '
- 6 - FK 70/131
Strom auf den Energieabsorber R. kommutiert · Für Un = I R.
X O O 1
fließt der Strom über R. und S und die Strecken TFS und
l. Δ X
TFSr verlöschen. TFS darf im weiteren Verlauf nicht weiter
zünden. Zur Zeit t_ öffnet die Schaltstrecke S und erzeugt
eine Lichtbogenspannung. Bei t. werden die Funkenstrecken TFS
und TFSi gezündet, und der Kondensator kann sich über die Schaltstrecke S0 entladen (i„ ), wodurch eine Kommutierung
des Stromes I aus S in C begünstigt wird. Nach der Kommu-
O Ci
tierung von I aus S in C wird die Kapazität erneut, aber
O £-i
mit umgekehrter Polarität, aufgeladen (i ). Für Ur = I R0
fließt der Strom I. voll über R^+R„ und S und die Strecken
und TFSi verlöschen. TFS_ darf im weiteren Verlauf nicht
erneut durchschalten. Bei t_ öffnet S und erzeugt eine Lichtbogenspannung.
Bei ts werden die Funkenstrecken TFS_ und TFS
gezündet, und der Kondensator entlädt sich mit i„„ über S
und begünstigt die Kommutierung von I aus S' in C. Die Kapazität wird erneut aufgeladen bis U_ = I R_ ist und der Strom I
Vy O j . ö
endgültig durch den gesamten Energieabsorber R.+R +R„ fließt
X Δ 5
und wie nach Fig. 1 und Fig. 2 auf einen Restwert vermindert werden kann.
Gegenüber der Schaltung nach Fig. lt weist die Schaltung nach
Fig. 5 den Vorteil auf, daß die Schaltstrecken S und S bei
der Kommutierung durch die Kondensatorentladung stark entlastet werden und daher nicht so hochwertig zu sein brauchen wie nach
Fig. 4. Durch die Zusatzinduktivitäten L und L kann zusätzlich
der Entlade-vorgang des Kondensators verzögert werden, und damit werden die Anforderungen an die Schaltstrecken weiter herabgesetzt.
Eine Schaltung mit ähnlicher Wirkungsweise wie nach Fig. 5
t Fig. 6. Im Unterschied sind hier jedoch die Kommutierungs-
schaltstrecken S und S0 in Reihe angeordnet. C ist wieder der
Kommutierungskondensator, L eine Streuindüktivitat, L0 eine Zu-Satzinduktivität,
TFS und TI1-S0 si
und R und Rr) Absorborwiderständo ·
und R und Rr) Absorborwiderständo ·
Satzinduktivität, TFS und TI1-S0 sind getriggerte Fuiiktms tree ken
J. £j
2 0 9 8 8 5/0698
BAD
- 7 - FK 70/131
Für Zeiten t<t. fließt der Strom I , der abgeschaltet werden
soll. Zur Zeit t. (Fig. 7) Öffnet der Kominutierungsschalter S.
und erzeugt eine Lichtbogenspannung. Bei to wird der Kommutierungskreis
über die-Triggerfunkenstrecke TFS1 zugeschaltet,
der Strom kommutiert in die Kapazität C und lädt sie auf, bis U„ = I R. ist, der Strom voll durch die Elemente R. und S
Ks O J, X-W
fließt und der Lichtbogen an TFS1 verlöscht und die Funkenstrecke
wieder verfestigen kann. Im weiteren Verlauf darf sie nicht erneut zünden. Zur Zeit t öffnet der Schalter S
und erzeugt eine Lichtbogenspannung. Bei t. wird der Kommutierungskreis
der Schaltstrecke S2 parallelgeschaltet. Der
stromabhängig vorgeladene Kondensator C entlädt sich über die Zusatzinduktivität L0 und die Schaltstrecke S , so daß dem
Hauptstrom in S ein entgegengerichteter Strom i überlagert
wird, wodurch eine Kommutierung des Stromes aus S0 in den Nebenweg
begünstigt wird. Nach Verlöschen des Lichtbogens in S wird der Kondensator umgeladen, bis U=I R ist und der Strom voll
dem Energieabsorber R geführt wird. Die Schalterspannung u
ti* S
wird jetzt gebildet aus u = i(R.+R ).
Der Vorteil der Schaltung ist, daß gegenüber einer Einfachausnutzung
mit je einem parallel zu S.. und S0 liegenden Kondensator
C für die Kommutierungskapazität hier nur eine 1/2 so große
Kondensatorbatterie erforderlich ist, und daß zum Kommütierungs-
vorgang für die Schaltstrecke S0 eine stromabhängig vorgeladene
Kapazität vorliegt, die in Verbindung mit einer Zusatzinduktivi~
tat L die Kommutierung eines Stromes aus dem Schalter S0 in
den Nebenweg stark erleichtern kann und somit die Anforderungen
an S vermindert werden.
Fig. 8 zeigt eine Schaltungsanordnung mit der gleichen grundsätzlichen
Wirkungsweise wie bei der nach Fig. 6. Hier wird jedoch nur ein Teil des Kommutierungskondensators für die Kommutierung
des Stromes aus dem Schalter S ausgenutzt. Der Vorteil besteht darin, daß der Strom aus dem Schalter S. in eine große
Kapazität 3C kommutiert werden kann, wodurch die Anforderungen
an S vermindert werden, und daß für die Kommutierung aus dem
209885/0 698
- 8 - FK 70/131
Schalter S wieder eine stromabhängig vorgeladene Kapazität
C vorliegt. Die maximal mögliche Vorladung beträgt allerdings nur 1/3 der Nennspannung der Gesamtkapazität C.
Eine weitere Möglichkeit, den Kammutierungskondensator aufzuteilen,
ist in Fig. 9 dargestellt. Hier werden die Kondensatoren 3C in Parallelschaltung nach der Kommutierung von I aus S
aufgeladen, wobei die Kapazität zusammen 9C beträgt. Für die
Kommutierung aus S wird die stromabhängig vorgeladene Kapa- ·
zität C in Reihe geschaltet und entladen. Für die WxederverfostigTing
steht den Triggerfunkenstrecken dabei eine Zeit von P einigen ms zur Verfügung. Die Ti'iggerung der Funkenstrecken
kann z.B. in Abhängigkeit der Lichtbogenspannung an den Schaltstrecken S bzw. S erfolgen. Die Triggerimpulse müssen z.T.
auf unterschiedlich hohe Potentiale gebracht werden. Der Vorteil der Schaltung besteht darin, daß der Strom I aus der Schaltstrecke
S. in eine sehr große Kapazität 9C kommutiert wird. Die
Anforderungen an die Schaltstrecke S können damit gegenüber
einer Kommutierung in IC, wie es nach Fig. 6 erforderlich ist,
stark reduziert werden. Der Nachteil der verminderten maximal möglichen Vorladespannung für die Schaltung nach Fig. 8 entfällt
hier, da hier eine Vorladespannung bis zur vollen Nennspannung
der Gesamtkapazität IC möglich ist.
Fig. 10 und Fig. 11 zeigen Schaltungen nach der Erfindung, die
in der Wirkungsweise den Schaltungen nach Fig. 3 und Fig. 5 sehr ähnlich sind. Hier wird jedoch nicht nur der Kommutierungskondensator
C mehrfach ausgenutzt, sondern auch eine Schaltstrecke, die die Kommutierungsaufgaben für alle Stufen übernimmt. Der
Schaltungsablauf muß allerdings über zusätzliche triggerbare Funkenstrecken gesteuert werden.
In der Schaltung nach Fig. 10 öffnet zur Zeit t die Trenn-
strecke T^, und es entsteht eine geringe Lichtbogenspannung.
Zur Zeit t^ wird die Funkenstrecke TFS1 gezündet, z.B. ausgelöst
durch die Höhe, der Lichtbogenspannung an T . Der Strom I
r -.-■-■··- ο
kommutiert auf die geschlossene Schaltstrecke S . Bei t öffnet
-9-209 88 5/0698
- 9 - FK 70/131
dieser Schalter, dessen Lichtbogen intensiv gekühlt wird, und erzeugt eine Brennspannung, die beim Überschreiten des Wertes
U die Funkenstrecke FS im Augenblick t„ zum Ansprechen bringt,
a j
Der Strom I kommutiert aus S„ in C, der aufgeladen wird. Entsprechend
der Spannung an C wird ein Teil des Stromes I von dem Absorber 3R übernommen. Wird nur ein kleiner Strom I geschaltet
und ist der Spannungsabfall I 3R nach vollständiger
Stromübernahme durch den Absorber kleiner als die Kondensatornennspannung U, dann ist der Kommutierungsvorgang abgeschlossen.
Bei höheren Strömen I wird in dem Moment, in dem dieser Nennwert U überschritten· wird, die Triggerfunkenstrecke TFS, gezündet
(tr). Der Strom kommutiert jetzt vollständig auf den ersten Absorber R.. Die Strecke TFS. wird stromlos und kann
wiederverfestigen. Sie darf im weiteren Verlauf nicht wieder neu zünden.
Zur Zeit t_ schließt der Schalter SR, und C entlädt sich. Gleichzeitig
(t ) wird die Triggerfunkenstrecke TFS gezündet, wobei TFS^ löschen muß. Dieser Vorgang wird durch den niederohmigen
Vorschaltwiderstand Rv unterstützt. Der Strom fließt jetzt
über R1, TFS und SR. Die Strecke TFS^ muß wiederverfestigen
und darf im weiteren Verlauf nicht erneut zünden. Bei tg öffnet
der Schalter S wieder und erzeugt eine Lichtbogenspannung, die zur Zeit t_ die Funkenstrecke FS erneut zum Ansprechen bringt.
Der Strom kommutiert auf C und danach entsprechend der Höhe der Kondensatorspannung auf (Ro+R„). Wird an dieser Reihen- ,
schaltung die Kondensatornennspannung U überschritten, dann
wird bei tQ die Funkenstrecke TFS_ gezündet. Der Strom I wird
ο 5 ο
jetzt voll von R0 übernommen und fließt über R1, R0 und TFS .
& ι Ct 5
Die Strecke TFS ist stromlos und kann wiederverfestigen. Im
weiteren Verlauf darf sie nicht wieder neu zünden.
Zur Zeit tq schließen die Strecken S^ und TFS . C wird entladen.
TFS_ löscht und darf im weiteren Verlauf nicht erneut zünden.
5
Der Strom fließt über R1, R , TFS und S . Zur Zeit t n ..„_
S„ wieder und erzeugt eine Spannung, die FS bei t11 zum
-10-
209885/0 69 8
- 10 - FK 70/131
Ansprechen bringt. Der Strom I kommutiert auf C, der so lange
aufgeladen wird, bis der gesamte Strom I von der Reihenschaltung der Absorber (R +R +R„) = 3R aufgenommen ist. TFS löscht und
ι *- j j
darf während der weiteren Schalthandlung nicht neu zünden. Der Strom fließt nur noch über den Absorber. Der Kommutierungsvorgang
ist damit abgeschlossen. Bei t,^ schließt S„ und C
wird entladen. Damit ist die Schaltvorrichtung für spätere Abschaltungen vorbereitet.
Der Vorteil einer η-stufigen Kaskadenschaltung entsprechend
Fig. 10 ist, daß der Aufwand für die Kommutierungskondensatoren W und die Kommutierungsschaltstrecken nur das 1/n-fache einer
Schaltung mit Kommutierungselementen für jede Stufe beträgt. Als Kommutxerungsschaltstrecke SK eignen sich nur Geräte, die
in wenigen ms öffnen und schließen können. Bei der Erfüllung . dieser hohen Anforderung kommt der Schaltstrecke zugute, daß
sie Ströme nur im ms-Bereich zu führen hat. Der Aufwand an Hilfsschaltern, hier Triggerfunkenstrecken TFS, und den zugehörigen
Triggereinrichtungen ist groß. Die Spannungsbeanspruchung
der einzelnen Elemente ist als Vielfaches der Kondensatornennspannung U angegeben.
In Fig. 11 wird eine Schaltung angegeben, mit der neben der
t Mehrfachausnutzung der Kommutierungselemente S^ und C auch
noch eine stromabhängige Vorladung der Kommutierungskapazität durch den abzuschaltenden Strom X möglich ist. Die Wirkungsweise
ist sehr ähnlich der nach Fig. 10. Für den ersten Kommutierung svor gang soll die Kapazität in der angegebenen V/eise
(Q.) durch eine fremde Quelle vorgeladen werden. Man kann auf diese Zusatzeinrichtung verzichten, wenn statt der Trennstrecke
T eine Schaltstrecke mit intensiver Lichtbogenkühlung
verwendet wird, die in der Lage ist, den Strom I in die Kapazität C zu kommutieren. Sx,. muß dann aber bei t offen sein. Im
K ο
vorliegenden Beispiel wird jedoch von einer vorgeladenen Kapazität
ausgegangen. Zur Zeit t öffnet die Trennstrecke T und erzeugt eine geringe Lichtbogenspannung, die bei Überschreiten
eines vorgegebenen Wertes die Funkenstrecke TFS zündet. Der
209885/0698
- 11 - FK 70/131
Strom I nimmt den Weg über TFS und S . Bei to öffnet die
Kommutierungsschaltstrecke SR, und in Abhängigkeit von der
Höhe der erzeugten Lichtbogenspannung werden die Funkenstrecken TFSf- und TFS gezündet (t„). Der Kondensator entlädt sich
(i„.) und unterstützt dabei die Schaltstrecke bei der Kommutierung
des Stromes I in C. Der Kondensator wird auf neue Polarität (Qn) avifgeladen (xTOK Entsprechend der Spannung
an C wird ein Strom von R1 übernommen. Zur Zeit t· wird bei
Überschreiten der Nennspannung der Kapazität die Funkenstrecke TFS/ gezündet. Der Strom nimmt den Weg über R., TFS. . Die
Strecken TFS , ^FS,- und TFS werden stromlos und wiederverfestigen.
Bei t wird S^ geschlossen und TFS gezündet. Der
Strom fließt über R , TFS und S . Zur Zeit tr öffnet S wieder,
und bei t„ werden die Funkenstrecken TFS_ und TFS0 gezündet.
7 . 7 ο
Der Kondensator C entlädt sich (i ) über die Schaltstrecke S und begünstigt, wiederum die Kommutierung. Die weiteren Vorgänge
wiederholen sich und entsprechen den oben beschriebenen nach Fig. 11. Wichtig ist, daß bei aufeinanderfolgenden Kommutierungen
die Funkenstreckenpaare TFSg, TFS und TFS , TFS8
wechselseitig gezündet werden, so daß die Entladeströme i„ ,
i , X1-,., stets dem Strom I in S1, entgegenfließen. Nach dem
letzten S hließen der Schaltstrecke ST/bei t._ muß der Konden-
K 12
sator C wieder von einer äußeren Stromquelle mit Q, aufgeladen
werden. Die Kommutierungsvorrichtung ist damit für eine neue
Schalthandlung vorbereitet.
Im Gegensatz zur Schaltung nach Fig. 10 braucht hier die
Kommutxerungsschaltstrecke ST{. keine intensive Kühlung des
Lichtbogens aufzuweisen. Für S^. kann z,B. eine Vakuumstrecke
oder ein halbleitendes Ventil benutzt werden. Je mehr Stufen vorgesehen sind, desto geringer werden die Anforderungen an die
Schaltstrecke STr und desto kleiner wird der Kondensator C. Die
K.
Anzahl der Triggerfunkenstrecken TFS steigt allerdings.
11 Seiten Beschreibung
8 Patentansprüche
k Blatt Zeichnungen
8 Patentansprüche
k Blatt Zeichnungen
209885/0698
Claims (1)
- Professor Dr.-Ing. Dieter Kind, 33 Braunschweig, Pockelstraße kKm/schz FK 70/13121.7*1971PatentansprücheIWAnordnung zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- ^**~"^ und Wechselströmen hoher Spannung, in der der abzuschaltende Strom mehrere elektrisch in Reihe liegende Kommutierung sstufen mit Kommutierungsschaltstrecken, Kommutierung skondensatoren und Energieabsorbern durchläuft und dabei auf einen Reststromwert verringert wird, der von einem Schalter mit kleiner Schaltleistung überspannungsfrei ausgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung nur einen- Kommutierungskondensator bzw« nur einen Kommutierungskondensator und eine Kommutierungsschaltstrecke ψ enthält und daß diese Elemente durch steuerbare Hilfsschalter nacheinander in die einzelnen Kommutierungsstufen zur Erfüllung ihrer Aufgabe einschaltbar sind·2) Anordnung nach Anspruch 1, in der die einzelnen Kommutierungsstufen jeweils eine eigene Kommutierungsschaltstrecke enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kommutierungs-stufe jeweils ein Hilfsschaltelement (TFS o·.) zur stromabhängigen Aufladung des Kommutierungskondensators (C) während des Kojtnmutierungsvorganges zugeordnet ist und daß ein weiteres Hilfsschaltelement (TFS„) in Reihe mit einem Entladewiderstand (R„) zur Entladung des Kommut ie rung skonde nsators (C)'zwischen den Kommutierungsvorgängen dem Kondensator (C) parallelgeschaltet ist (Fig.3).209885/Q69Ö - 2 -FK 70/1313) Anordnung nach Anspruch 1, in der die einzelnen Kommutierungs stuf en jeweils eine eigene Kommutierungsschaltstrecke enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kommutierungsstufe jeweils ein Hilfsschaltelement (TFS n ) zur stromabhängigen Aufladung des Kommutierungskondensators (C) während des Kommutierungsvorganges zugeordnet ist und daß im Stromkreis des Kommutierungskondensators (C) zwei weitere Hilfsschaltelemente (TSF. ) angeordnet und so gesteuert sind, daß der Kondensator (C) während der Kommutierungsvorgänge in einem dem Strom in den Kommutierungsschaltern (SO,S_) entgegenfließenden Strom (i^r,, i™.,) entladen wird (Fig„5)·Ej Δ Hl Jk) Anordnung nach Anspruch 1, in der die einzelnen Kommutierungsstufen jeweils eine eigene Kommutierungsschaltstrecke enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kommutierungsschaltstrecken (S , S0) mit parallel zu ihnen liegenden Hilfsschaltstrecken (TSF , TSF ) und Energieabsorbern (R., R0) in Reihe geschaltet sind und der Kommutierungskondensator (C) so angeordnet und gesteuert ist, daß er in der ersten Kommutierungsstufe stromabhängig aufgeladen wird und über die zweite Kommutierungsstufe in einem dem Kommutierungsstrom in der Schaltstrecke (S0) entgegenfließenden Strom (i„) entladen wird (Fig.6)cL Ei5) Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutierungskondensator aufgeteilt ist und nur ein Teil (3C) in der ersten Kommutierungsstufe liegt und daß alle Teile (3x3C) des Kommutierungskondensators in Reihe liegend in die zweite Kommutierungsstufe eingeschlossen sind (Fig. 8-)«6) Anordnung nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß derist Kommutierungskondensator aufgeteilt und mit den Hilfsschaltelementen (TFS , TFS ) eine Schaltung bildet, in der bei der Kommutierung des Stromes aus S die Teilkapazitäten parallel, stromabhängig aufgeladen werden und beim zweiten Kommutierungsvorgang die Teilkapazitäten in Reihe über die Schaltstrecke S0 entladen werden (Fig.9).— 3 —20988 5/0698FK 70/1317) Anordnung nach Anspruch 1 mit nur einer Kommutierungsschaltstrecke und nur einem Kommutierungskondensator für alle Kommutierungsstufen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Parallelschaltung, gebildet aus dem Konunutierungsschalter (S1.) undJvdem Kommutierungskondensator (C), zu dem eine Induktivität (L) und eine Funkenstrecke (FS) in Reihe liegen, über Hilfsschaltstrecken (TFS bis TFSj-) zeitlich aufeinanderfolgend einem Trennschalter (Tr) und einzelnen Energieabsorber-Stufen (R. bis R„) parallel schaltbar und wieder abtrennbar sind (Fig.10).8)Anordnung nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutxerungskondensator (C) über die Hilfsschaltstrecken (TFSg bis TFS ) wechselseitig in der Weise parallel zum Konunutierungsschalter (S„) schaltbar ist, daß er bei den einzelnen Kommutierungsvorgängen stromabhängig aufladbar ist und über die Kommutierungsschaltstrecke (S_.) jeweils in der Weise entladen wird, daß der Entladestrom (iE1 bis ig-j) dem zu kommutierenden Strom (I ) entgegenfließt (Fig.11)0209885/0698
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2137082A DE2137082A1 (de) | 1971-07-24 | 1971-07-24 | Anordnung zur strombegrenzenden unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannung |
SE7208721A SE387004B (sv) | 1971-07-24 | 1972-07-03 | Anordning for strombegrensande brytning av lik- och vexelstrommar med hog spenning |
CH1090372A CH550480A (de) | 1971-07-24 | 1972-07-20 | Anordnung zur unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannung. |
US00274102A US3796891A (en) | 1971-07-24 | 1972-07-21 | Circuit arrangement for the interruption of current |
CA147,636A CA961151A (en) | 1971-07-24 | 1972-07-21 | Circuit arrangement for current limiting interruption of current at high voltage |
GB3460272A GB1391106A (en) | 1971-07-24 | 1972-07-24 | Arrangement for the current-limiting interruption of direct and alternating currents of high voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2137082A DE2137082A1 (de) | 1971-07-24 | 1971-07-24 | Anordnung zur strombegrenzenden unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2137082A1 true DE2137082A1 (de) | 1973-02-01 |
Family
ID=5814701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2137082A Pending DE2137082A1 (de) | 1971-07-24 | 1971-07-24 | Anordnung zur strombegrenzenden unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3796891A (de) |
CA (1) | CA961151A (de) |
CH (1) | CH550480A (de) |
DE (1) | DE2137082A1 (de) |
GB (1) | GB1391106A (de) |
SE (1) | SE387004B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3626589A1 (de) * | 1985-08-06 | 1987-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | Schaltung zur betaetigung eines gleichstrom-schaltungsunterbrechers |
EP0666581A1 (de) * | 1993-02-22 | 1995-08-09 | Tai-Her Yang | Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4851707A (en) * | 1987-07-16 | 1989-07-25 | Lindsay Audiophyle Associates | "Fritting" technique and apparatus for improving the sound of switches and connectors in audio circuits |
JP3046095B2 (ja) * | 1991-05-23 | 2000-05-29 | 株式会社日立製作所 | 並列抵抗付遮断器 |
US5854729A (en) * | 1997-05-23 | 1998-12-29 | Utility Systems Technologies, Inc. | Power system device and method for actively interrupting fault current before reaching peak magnitude |
WO2010037424A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Abb Technology Ag | Electric current limiting device |
CN103299389B (zh) * | 2010-08-09 | 2016-06-15 | 朴哲民 | 一种通过脉冲放电熄灭低压或高压开关设备中的电弧的方法 |
EP2523205B1 (de) | 2011-05-12 | 2017-04-26 | ABB Schweiz AG | Schaltung und Verfahren zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Gleichstrompfad |
FR3009424B1 (fr) * | 2013-08-02 | 2015-08-21 | Alstom Technology Ltd | Systeme de commutation de charge hvdc et procede de mise en œuvre de ce systeme |
-
1971
- 1971-07-24 DE DE2137082A patent/DE2137082A1/de active Pending
-
1972
- 1972-07-03 SE SE7208721A patent/SE387004B/xx unknown
- 1972-07-20 CH CH1090372A patent/CH550480A/de not_active IP Right Cessation
- 1972-07-21 US US00274102A patent/US3796891A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-07-21 CA CA147,636A patent/CA961151A/en not_active Expired
- 1972-07-24 GB GB3460272A patent/GB1391106A/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3626589A1 (de) * | 1985-08-06 | 1987-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | Schaltung zur betaetigung eines gleichstrom-schaltungsunterbrechers |
EP0666581A1 (de) * | 1993-02-22 | 1995-08-09 | Tai-Her Yang | Gleichstromschalter mit Lichtbogenlöschschaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1391106A (en) | 1975-04-16 |
CA961151A (en) | 1975-01-14 |
CH550480A (de) | 1974-06-14 |
US3796891A (en) | 1974-03-12 |
SE387004B (sv) | 1976-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2039065A1 (de) | Verfahren und Anordnungen zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselstroemen hoher Spannung | |
DE1806614A1 (de) | Folgeschalter fuer Hochspannungs-UEbertragungsanlagen | |
DE2323069A1 (de) | Stromrichter mit nebenwegschaltglied | |
DE2530717A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum abschalten einer elektrischen uebertragungsleitung bei ueberlastung | |
DE2242696C3 (de) | Schalteinrichtung zum Unterbrechen einer Hochspannungs-Gleichstromleitung | |
DE2208432C3 (de) | Leistungsschalteinrichtung | |
DE2137082A1 (de) | Anordnung zur strombegrenzenden unterbrechung von gleich- und wechselstroemen hoher spannung | |
DE2136865B1 (de) | Schaltungsanordnung zur strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselströmen hoher Spannung an Knotenpunkten in einem Netz | |
DE2026685C3 (de) | Verfahren und Schalteinrichtung zum Unterbrechen von Gleichstrom-Energieübertragungs netzen | |
DE2702912C3 (de) | Synthetische Prüfschaltung | |
DE2038624A1 (de) | Verfahren und Anordnungen zur Strombegrenzenden Unterbrechung von Gleich- und Wechselstroemen hoher Spannung | |
DE2134588A1 (de) | Schutzschaltung für einen statischen Schalter | |
DE4207983A1 (de) | Reaktorschalter | |
DE1812599A1 (de) | Anordnung zur Stromunterbrechung bei hoher Gleichspannung | |
CH636476A5 (de) | Verfahren zum abschalten einer induktiven last in einem dreiphasenhochspannungsnetz. | |
DE2034843A1 (de) | Schalteinrichtung für das Abschalten von Gleichstrom Hochspannungsleitungen | |
DE102018214000A1 (de) | Gleichstrom-Schalteinrichtung und deren Verwendung | |
DE877335C (de) | Einrichtung zum Unterbrechen von Gleichstromkreisen | |
DE1944437A1 (de) | Spannungsstoss-Ableiter | |
DE2312150C3 (de) | Anordnung zur Unterbrechung von hochgespanntem Gleichstrom | |
DE3900370C1 (en) | Synthetic circuit for testing the breaking power of high-voltage circuit breakers | |
DE3217167A1 (de) | Zweikreispruefschaltung fuer hochspannungs-leistungschalter und verfahren zum betrieb der schaltung | |
DE1490434C (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Abschalten von hochgespanntem Gleich strom | |
DE1438592A1 (de) | Anordnung zur unterbrechungslosen,lichtbogen- und spannungseinbruchsfreien Lastumschaltung bei Stufentransformatoren | |
DE1293346B (de) | Pruefanordnung zum Untersuchen des Verhaltens von Hochspannungs-leistungsschaltern beim Unterbrechen kapazitiver Stroeme |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHJ | Non-payment of the annual fee |